タンパク質の分断による構造桟能ユニットの検索

1996 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 08878094
• 研究機関: 東京薬科大学
• 研究代表者: 大島 泰郎 東京薬科大学, 生命科学部, 教授 (60167301)
• キーワード: ドメイン / モジュール / イソプロピルリンゴ酸デヒドロゲナーゼ / 構造ユニット / 機能ユニット / 分断酵素

研究概要

タンパク質がいくつかのアミノ酸残基のかたまりから出来た重合体という考え方が提案されている。ドメイン、モジュール、モチーフなどさまざまな概念が提案されているが、すべてが構造研究から思いつかれた。これに対し、本研究計画は、酵素タンパク質を任意に切り分け、活性を保持している分断酵素をエア微出すことで、タンパク質の構造・機能ユニットを決めようとするものである。この目的に沿って、以下の実験を行った。
1 イソプロピルリンゴ酸デヒドロゲナーゼをモデルとして、常温菌と好熱菌のキメラを作成し、触媒活性と安定性を解析した。
2 イソプロピルリンゴ酸デヒドロゲナーゼについて、遺伝子を加工してドメイン単位に切り離した分断タンパク質を作成した。
3 一般的に酵素タンパク質にランダムに切断を起こすようなシステムをつくりあげた。このシステムを用いて分断酵素を作り出すところまでには至っていないが、実験系が出来たことで「萌芽」研究の目的は達成された。今後は、この系を利用していくつかのモデル酵素を取り上げ、活性を保持している分断酵素の取得につとめる。ただし、「萌芽」研究の結果、分断化は当初予想していたほど容易ではないことも分かって来た。

研究成果

• [文献書誌] Takuro YAOI,Kentaro MIYAZAKI,Tairo OSHIMA,Yutaka KOMUKAI,and Michiko GO: "Conversion of the coenzyme specificity of isocitrate dehydrogenase by module replacement." J.Biochem.119. 1014-1018 (1996)
• [文献書誌] Chikahiro NAGTA,Hideaki MORIYAMA,Nobuo TANAKA,Masayoshi NAKASAKO,Masaki YAMAMOTO,Tatsuo UEKI,and Tairo OSHIMA: "Cryocrystallography of 3-Isopropylmalate Dehydrogenase from Thermus thermophilus and its Chimeric enzyme." Acta Cryst.D52. 623-630 (1996)
• [文献書誌] Tomomi FUJII,Yasuo HATA,Takayoshi WAKAGI,Nobuo TANAKA,and Tairo OSHIMA: "Novel zinc-binding centre in thermoacidophilic archaeal ferredoxins." Nature Str.Biol.3. 834-837 (1996)
• [文献書誌] Miho AOSHIMA,Akihiko YAMAGISHI,and Tairo OSHIMA: "Eubacteria-type isocitrate dehydrogenase from an archaeon:Cloning,sequencing,and expression of a gene encoding isociterate dehydrogenase from a hyperthrmophilelic archaebacterium,Caldococcus noboribetus." Biochem.J.119. 1014-1018 (1996)
• [文献書誌] Yoko MAYASHI-IWASAKI,Koishi NUMATA,Akihiko YAMAGISHI,Katsuhide YUTANI,Masahiro SAKURAI,Nobuo TANAKA,and Tairo OSHIMA: "A Stable Intermediate in the Thermal Unfolding Process of a Chimeric 3-Isopropylmalate Dehydrogenase Between a Thermophilic and a Mesophilic Enzymes." Protein Sci.5. 511-516 (1996)
• [文献書誌] Takashi KOTSUKA,Satoshi AKANUMA,Masaaki TOMURO,Akihiko YAMAGISHI,and Tairo OSHIMA: "Further Stabilization of 3-Isopropylmalate Dehydrogenase of an Extreme Thermophile,Thermus thermophilus,by a Suppressor Mutation Method." J.Bacteriol.178. 723-727 (1996)