| 研究課題/領域番号 |
05670043
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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, 教務職員 (50166146)
小坂 博昭 大阪大学, 医学部, 講師 (60158897)
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| キーワード | 蛋白質工学 / ヘモグロビン / 酸素親和性 / 人工変異蛋白質 |
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| 研究概要 |
ヘモグロビン(Hb)の酸素親和性は動物種の棲息環境に応じて1万倍以上の幅で制御されているが、その制御がアミノ酸配列の差によって如何にして実現されているのかを知るために、本年度はヒトヘモグロビンのα鎖のヘム鉄に結合している近位His-87αおよびα1-β2界面のThr-38αを、蛋白質工学の技術によって、異なるアミノ酸で置換した下記の4種類の人工変異ヘモグロビンを合成し、それらの酸素結合特性、光吸収スペクトル、共鳴ラマン散乱、自動酸化速度などを解析して以下の結果を得た。
1.His-87α置換体((1)Hb Leu-87α(His→Leu)、(2)Hb Val-87α(His→Val))
正常ヘモグロビン(Hb A)に比べて、(1)の酸素親和性は3.6倍低いが(2)のそれはほぼ正常、Bohr効果とIHP(イノシトール六リン酸)の効果は(1)、(2)ともに減少、協同効果(ヘム間相互作用)も大幅に減少した。可視域吸収スペクトルは正常。自動酸化速度は促進された(pH6.9、37℃)。
2.Thr-38α置換体((3)Hb Ser-38α(Thr→Ser)、(4)Hb Val-38α(Thr→Val))
Hb Aに比べて、(3)、(4)の酸素親和性はそれぞれ1.2倍、2.8倍高く、Bohr効果とIHP効果では(3)では正常、(4)ではやや減少、協同効果は(3)、(4)ともにやや減少していた。可視域・紫外域吸収スペクトルは正常。共鳴ラマン散乱測定によるヘム鉄-Nε(近位His)結合の伸縮振動は正常。
これらの実験結果は、酸素親和性の制御において、His-87αは重要な役割を果たしているが、α1-β2界面でAsp-99βと水素結合を形成するThr-38αは寄与はするもののあまり重要ではないことを表している。
当初の計画にあったβ鎖近位Hisの置換体も試みている。
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