| 研究課題/領域番号 |
03670037
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
今井 清博 大阪大学, 医学部, 助教授 (50028528)
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| 研究分担者 |
宮崎 源太郎 大阪大学, 基礎工学部, 教機職員 (50166146)
渡邉 学 大阪大学, 医学部, 助手 (30182950)
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| キーワード | ヘモグロビン / 生理機能の分化 / 人工変異蛋白質 / 蛋白質工学 / アミノ酸置換 / ワニ / 炭酸水素イオン / 酸素親和性 |
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| 研究概要 |
種々の動物のヘモグロビンでは、それぞれの棲息環境に応じて、酸素運搬機能の分化が起こっている。本研究では、部位特異的変異導入法に基づく蛋分質工学の技術を用いて、成人ヘモグロビンの人工変異体を合成し、他種の動物のヘモグロビンの生理機能を再現する実験を行った。
今年度は、炭酸水素イオンHCO_3^-に特異的に反応するが、2,3ーdiphosphoglycerate(DPG)には反応しないワニ類ヘモグロビンの機能を模擬する研究を行った。X線結晶解析による構造のデ-タに基づいて、Perutz et al.は、HCO_3^-やDPGの反応に関係するアミノ酸残基として、ワニ・ヘモグロビンのβ鎖のSerー1、Gluー94、Alaー143、Gluー144を候補に挙げているので、ヒト・ヘモグロビンのβ鎖に、Valー1→Ser、Aspー94→Glu、Hisー143→Ala、Lysー144→Gluというアミノ酸置換を導入した変異ヘモグロビンを大腸菌中で合成した。これらのヘモグロビンの酸素平衡曲線を、5%CO_2(20mM HCO_3^-)存在下と非存在下において測定したところ、HCO_3^-の酸素親和性に対する効果は、正常なヒト・ヘモグロビンで効果に比べて特に増強されたという結果は得られなかった。
来年度は、大腸菌中で合成したワニ・ヘモグロビンのβ鎖とヒト・ヘモグロビンのα鎖とから、混成ヘモグロビンを作成し、それの酸素結合に対するHCO_3^-の効果を更に詳細に検討する。また、DPGがなくても低い酸素親和性を示す反芻目のヘモグロビンの機能を模擬するため、ヒト・ヘモグロビンのHisー2βをMetまたはLeuに置換した変異ヘモグロビンを合成して、それの機能を天然のウシ・ヘモグロビンの機能と比較することを予定している。
本研究では、英国のMRC分子生物学研究所の長井潔氏のグル-プの協力をえた。
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