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2009 年度 実績報告書

天然変性蛋白質のモデル系開発と揺らぎと構造形成相関の解析

計画研究

研究領域揺らぎが機能を決める生命分子の科学
研究課題/領域番号 20107006
研究機関奈良先端科学技術大学院大学

研究代表者

片岡 幹雄  奈良先端科学技術大学院大学, 物質創成科学研究科, 教授 (30150254)

キーワード天然変性タンパク質 / 誘導折り畳み / ストップトフローCD / 核酸分解酵素 / 中性子非弾性散乱 / 水和水 / 標的結合 / タンパク質動力学
研究概要

黄色ブドウ球菌核酸分解酵素(SNase)を用いて、生理的条件下で天然構造をとらないが、基質結合により天然構造にまき戻る天然変性蛋白質のモデル系を数種作製した。これまでに、基質結合による誘導折りたたみの速度論的測定から、基質結合が折りたたみに先立って起きる(Binding before folding)機構と折りたたまれたのちに基質結合が起きる(Folding before binding)機構の両者が実現しうることが示されている。前者のより具体的な証明は、非天然構造-基質複合体の存在を示すことである。前者の機構に従う変異体について、φ値解析を適用した結果、基質結合部位を構成するK84、Y85、Y113、Y115およびその近傍のT82、R105、V114は、複合体で天然構造様トポロジーをとっているが、αヘリックス1に位置するV51やヘリックス3に位置するK127、Q131は構造をとっていないことが示された。これは、前者の誘導折りたたみ機構を証明するものである。また、この機構が実現する変異体はW140を核とするドメイン形成を阻害する変異体である。W140を核とするドメイン形成は、天然構造に折りたたむために必須な相互作用であるC末ドメインとN末ドメイン間の疎水相互作用を生みだす。W140を核とするドメイン形成ができない変異体に対しY54C/I139Cの二重システイン置換体を作製し、人工的にSS架橋させた。人工的に導入したSS結合は、失われたC末-N末間の相互作用を代用し、天然構造への折りたたみを促進した。また、速度論的測定から、その折りたたみ機構は野生型と同じであることを示した。

  • 研究成果

    (26件)

すべて 2010 2009

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件) 学会発表 (20件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Effect of conformational states on protein dynamical transition2010

    • 著者名/発表者名
      H.Nakagawa
    • 雑誌名

      Biochim.Biophys.Acta 1804

      ページ: 27-33

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Non-local interaction responsible for the tertiary structural formation of Staphylococcal nuclease2010

    • 著者名/発表者名
      Shingo Kato
    • 雑誌名

      Biophys.J 98

      ページ: 678-686

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Self-assembling formation and enhanced magnetic properties of three-dimensional super-lattice structures composed of cube- and sphere-shaped EuS nanocrsytals2010

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Tanaka
    • 雑誌名

      Chemistry of Materials (印刷中)

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Structural effects on the ultrafast photoisomerization of photoactive yellow protein : Transient absorption spectroscopy of two point mutants2009

    • 著者名/発表者名
      Pascale Changenet-Barret
    • 雑誌名

      J.Phys.Chem.C. 113

      ページ: 11605-11613

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Self-aggregation of magnetic semiconductor EuS nanocrystals2009

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Tanaka
    • 雑誌名

      Thin Solid Films 518

      ページ: 870-872

    • 査読あり
  • [学会発表] 中性子結晶構造解析による蛋白質中の「低障壁」水素結合の発見2009

    • 著者名/発表者名
      上久保裕生
    • 学会等名
      第9回日本中性子科学会年会
    • 発表場所
      茨城
    • 年月日
      20091209-20091211
  • [学会発表] Low barrier hydrogen bond in photoactive yellow protein and its role in photoreaction2009

    • 著者名/発表者名
      Mikio Kataoka
    • 学会等名
      The 1st NCTU-NAIST workshop on "Molecular/Nano Science"
    • 発表場所
      新竹(台湾)
    • 年月日
      20091111-20091113
  • [学会発表] Photoactive Yellow Proteinの低障壁水素結合2009

    • 著者名/発表者名
      山口繁生
    • 学会等名
      第47回日本生物物理学会年会
    • 発表場所
      徳島
    • 年月日
      20091030-20091101
  • [学会発表] 中性子非弾性散乱で蛋白質の熱揺らぎを測る2009

    • 著者名/発表者名
      片岡幹雄
    • 学会等名
      第47回日本生物物理学会年会
    • 発表場所
      徳島
    • 年月日
      20091030-20091101
  • [学会発表] Rc-PYPと相互作用タンパク質を用いた酵素活性の光制御系の作製2009

    • 著者名/発表者名
      久保晴政
    • 学会等名
      第47回日本生物物理学会年会
    • 発表場所
      徳島
    • 年月日
      20091030-20091101
  • [学会発表] Rhodobacter capsulatus由来PYPの相互作用様式の解析2009

    • 著者名/発表者名
      山崎洋一
    • 学会等名
      第47回日本生物物理学会年会
    • 発表場所
      徳島
    • 年月日
      20091030-20091101
  • [学会発表] Rc-PYPの低温分光2009

    • 著者名/発表者名
      濱口祐也
    • 学会等名
      第47回日本生物物理学会年会
    • 発表場所
      徳島
    • 年月日
      20091030-20091101
  • [学会発表] キメラを用いたPhotoactive Yellow Proteinの研究2009

    • 著者名/発表者名
      松本啓佑
    • 学会等名
      第47回日本生物物理学会年会
    • 発表場所
      徳島
    • 年月日
      20091030-20091101
  • [学会発表] Staphylococcal nucleaseアラニン挿入変異体の結晶学的研究2009

    • 著者名/発表者名
      吉岡紘志
    • 学会等名
      第47回日本生物物理学会年会
    • 発表場所
      徳島
    • 年月日
      20091030-20091101
  • [学会発表] エレメント置換による蛋白質の機能獲得の試み2009

    • 著者名/発表者名
      小賀坂彰浩
    • 学会等名
      第47回日本生物物理学会年会
    • 発表場所
      徳島
    • 年月日
      20091030-20091101
  • [学会発表] アゾベンゼンを用いた構造エレメントのモジュレーション2009

    • 著者名/発表者名
      齊藤謙介
    • 学会等名
      第47回日本生物物理学会年会
    • 発表場所
      徳島
    • 年月日
      20091030-20091101
  • [学会発表] 誘導折り畳み反応のΦ値解析:スタフィロコッカルヌクレアーゼ変異体の誘導折り畳み反応におけるリガンド結合の役割2009

    • 著者名/発表者名
      鬼塚正義
    • 学会等名
      第47回日本生物物理学会年会
    • 発表場所
      徳島
    • 年月日
      20091030-20091101
  • [学会発表] 電子常磁性共鳴分光法による天然変性Staphylococcal nuclease変異体の構造解析2009

    • 著者名/発表者名
      澤田宏起
    • 学会等名
      第47回日本生物物理学会年会
    • 発表場所
      徳島
    • 年月日
      20091030-20091101
  • [学会発表] 網羅的アラニン挿入変異解析法を用いたジヒドロ葉酸還元酵素の機能発現および構造形成領域の抽出2009

    • 著者名/発表者名
      芝るみ
    • 学会等名
      第47回日本生物物理学会年会
    • 発表場所
      徳島
    • 年月日
      20091030-20091101
  • [学会発表] 網羅的アラニン挿入変異解析によるHuman p100 SNase様ドメインの構造形成に関わる領域の抽出2009

    • 著者名/発表者名
      小川洋子
    • 学会等名
      第47回日本生物物理学会年会
    • 発表場所
      徳島
    • 年月日
      20091030-20091101
  • [学会発表] 蛋白質の調和運動と非調和運動に対する水和効果2009

    • 著者名/発表者名
      中川洋
    • 学会等名
      第47回日本生物物理学会年会
    • 発表場所
      徳島
    • 年月日
      20091030-20091101
  • [学会発表] Effect of Hydration Water on Protein Dynamics2009

    • 著者名/発表者名
      Mikio Kataoka
    • 学会等名
      The 3rd UT Horiba International Symposium on Hydrogen and water in condensed matter physics
    • 発表場所
      千葉
    • 年月日
      20091012-20091016
  • [学会発表] Low barrier hydrogen bond in photoactive yellow protein and its role in photoreaction2009

    • 著者名/発表者名
      Mikio Kataoka
    • 学会等名
      Telluride Science Research Center (TSRC) Work shop on Protein Dynamics 2009
    • 発表場所
      テルライド(アメリカ)
    • 年月日
      20090803-20090807
  • [学会発表] イェロープロテインの低障壁水素結合の形成とその役割2009

    • 著者名/発表者名
      片岡幹雄
    • 学会等名
      第36回生体分子化学討論会
    • 発表場所
      札幌
    • 年月日
      20090619-20090620
  • [学会発表] タンパク質動力学に対する水和の効果2009

    • 著者名/発表者名
      片岡幹雄
    • 学会等名
      第9回日本蛋白質科学会年会
    • 発表場所
      熊本
    • 年月日
      20090520-20090522
  • [図書] Protein dynamics studied by neutron incoherent scattering2010

    • 著者名/発表者名
      Mikio Kataoka
    • 出版者
      John Wiley(in press)

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公開日: 2011-06-16   更新日: 2016-04-21  

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