金属蛋白質による情報変換

1998 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 08249104
• 研究機関: 日本医科大学
• 研究代表者: 西野 武士 日本医科大学, 医学部, 教授 (40094312)
• 研究分担者: 小林 一雄 大阪産業科学研究所, 助手 (30116032) ; 谷口 寿章 藤田保健衛生大学, 総合医科研, 助教授 (10257636) ; 島田 秀夫 慶応義塾大学, 医学部, 助教授 (80095611) ; 津山 伸吾 大阪府立大学, 農学部, 助教授 (00094508)
• キーワード: NO合成酵素(NOS) / グアニル酸シクララーゼ / 鉄イオウタンパク質 / SOXR / ヘム結合性ストレス蛋白 / P450 / 金属フラビン酵素 / X-線結晶解析

研究概要

日本における生物無機化学の新しい分野を開拓する目的で、第3班は情報伝達に関与する金属蛋白質をとりあげている。NO合成酵素(NOS)については、cDNA発現系を用いた大量調製法を用いて野性型酵素およびアミノ酸を他の残基に置換した変異酵素の作成とその解析が進められた。野性型酵素を大腸菌で発現させた場合1量体型でありその2量体形成には発現後H4Bが必要であるが、その形成は完全ではないことが完全活性である酵素の取得が困難である理由の一つであることを確かめた。また変異体を大腸菌で発現させ、そのEPRおよび吸収スペクトルに及ぼす効果からX-線結晶構造の位置関係から変異によるヘム周囲の構造的変化を予想している。酵素調節系としての燐脂質やリン酸化の意義につき燐脂質による阻害、燐脂質とリン酸化をeNOSを含めて検討した。可溶性グアニル酸シクララーゼ(sGC)については、二つのモノクロナール抗体を得てラット小脳における局在とsGCの機能を細胞レベルで検討した。また酵素蛋白における両抗体の認識部位の解析をおこない、酵素の構造についての検討を行った。またsGCをもちいたNOの検出法などの応用的検討も行った。鉄イオウタンパク質であるSoxRを大腸菌より発現させその精製酵素を用いて、SoxRはNADPH-SoxR還元酵素により還元され、細胞内で不活性な還元型で存在している可能性とその生物学的意義を想定した。新しいヘム結合性ストレス蛋白HBP23の大量調整を確立しその立体構造を解明した。またシステイン残基と酵素の性質の関連を蛋白質化学および大腸菌による発現系により得た。P450カンファーの活性部位によく保存されたThr残基の酸素添加反応における役割をより詳細に検討した。NO3類似の金属フラビン酵素であるキサンチン酸化酵素のX-線結晶解析のデータ収集とcDNA発現系を用いて非ヘム鉄の同定と性質の解析をおこなった。

研究成果

• [文献書誌] Ichida K. Kamatani N. Nishino T. Saji M. Okabe H. Hosoya T.: "Mutations in xanthine dehydrogenase gene in subjects with hereditary xanthinuria" Adv.Exp.Med.Biol.431. 327-330 (1998)
• [文献書誌] N.Nagahara, Ito,T., Kitamura,H. and T.Nishino: "Tissue and subcellular distribusion of mercaptopyruvate sulfur transferase in rat." Histochem. Cell Biol.10. 243-250 (1998)
• [文献書誌] Otsubo,Y., Hori,H., Nishino,T. and Araki,T.: "Comparison of nitric oxide synthase in normal human placenta from 37 to 41 weeks gestation." J.Maternal-fetal Inves.8. 139-144 (1998)
• [文献書誌] K.Igarashi, M.Verhagen, M.Samejima, M.Schulein, K.L.Eriksson and T.Nishino: "Cellobiose dehydrogenase from the fungi Phanerochaete chrysoporium and Humicolainsolens." J.Biol.Chem.274. 3338-3344 (1999)
• [文献書誌] K.Ichimori, M.Fukahori, H.Nakazawa, K.Okamoto and T.Nishino: "Inhibition of xanthine oxidase and xanthine dehydrogenase by nitric oxide." J.Biol.Chem.274. 7763-7768 (1999)
• [文献書誌] T.Iwasaki, H.Hori, Y.Hayashi, T.Nishino,: "Modulation of the remote heme site geometry of recombinant mouse neuronal nitric oxide synthase by the N-terminal hook region." J.Biol.Chem.274. (in press)
• [文献書誌] T.Iwasaki, H.Hori, Y.Hayashi, T.Nishino, K.Tamura, S.Oogami, T.Iizuka, T.Ogura and H.Esumi: "Characterization of nNOS, a natural valiant of neuronal nitric oxide synthase constitutively produced in mouse brain by selective alternative splicing." J.Biol.Chem.274. (in press)
• [文献書誌] K.Kobayashi, T.Tsubaki, and S.Tagawa: "Distinct Roles of Two Hame Centers for Transmembrane Electron Transferin Cytochrome b_<561> from Bovine Adrenal Chromaffin Vesicles as Reveal ed Pulse Radiolysis." J.Biol.Chem.273. 16038-16042 (1998)
• [文献書誌] Matsubara,M., Yamauchi,E., Hayashi,N., and Taniguchi,H., MARCKS: "A major protein kinase C substrate, assumes non-helical conformations both in solution and in complex with Ca2+-calmodulin," FEBS Lett.421. 203-207 (1998)
• [文献書誌] Yamauchi,E., Kiyonami,R., Kanai,M., and Taniguchi,H.: "The C-terminal conserved domain of MARCKS is phosphorylated in vivo by proline-directed protein kinase." J.Biol.Chem.273. 4367-4371 (1998)
• [文献書誌] Yamauchi,E., Kiyonami,R., Kanai,M., and Taniguchi,H.,: "Presence of conserved domains in the C-terminus of MARCKS, a major in vivo substrate of protein kinase C." J.Biochem.123. 760-765 (1998)
• [文献書誌] Hideo Shimada, Shingo Nagano, Yoko Ariga, Msashi Unno, Tsuyoshi Egawa, Takao Hishiki, Yuzuru Ishimura, Futoshi Masuya, Takashi Obata, and Hiroshi Hori: "Putidaredoxin-Cytochrome P450cam Interaction : Spin State of the Heme Iron Modulates Putidaredoxin Structure." J.Biol.Chem.in press.