1997 年度実績報告書

固体高分解能NMRによる膜蛋白質構造解析と機能の相関に関する新規展開

研究課題

研究課題/領域番号	09480179
研究機関	姫路工業大学
研究代表者	斉藤肇姫路工業大学, 理学部, 教授 (30100150)
研究分担者	辻暁姫路工業大学, 理学部, 助手 (60227387)
キーワード	膜蛋白質 / 固体高分解能NMR / 構造解析 / バクテリオロドプシン / 変異株
研究概要	構成アミノ酸が1個ないしは2個置換されたバクテリオロドプシン(bR)変異株約15種類について、順次[3-^<13>C]Ala、[1-^<13>C]AlaおよびVal, Leuなどの安定同位体を行い、そのNMRスペクトルから、次の結果を得た。 (1)サンプリング時間を50ミリ秒まで延伸することにより、従来の2本の単一炭素をふくめた7本の信号から、5本の単一炭素に由来する信号を含めて、12本の信号が分離するなど、大幅なスペクトル分解能を達成することができた。 (2)とりわけ、細胞外側に位置するAla126, 196に関しては、アミノ酸置換によってその構造を変化させず、信号の帰属が一義的に達成することができた。 (3)一方、細胞質側にある残基、Ala103, 160, 39などにおいては、本来の信号のみならず膜貫通ヘリックス部位の信号にも変化を与えることがわかり、ループ部位はそれぞれ特異なコンホメーションをとることを示している。 (4)カチオン除去による青膜の形成により、中性状態のスペクトルに比べて著しい変化が見られたが、この原因は表面pHの低下による蛋白構造変化であることを明かにし、特異なカチオン結合サイトの存在に関する知見を得た。 (5)bRのプロトン輸送機構に関連して、Asp96-Thr 46- Val 49-Asp85の水分子が関与した水素結合ネットワークについての知見を得るために、D96N, T46VについてVal標識化合物を調製したが、その高次構造自身は変化せずダイナミックスに違いが生じた。

研究成果
(8件)

すべてその他

すべて文献書誌 (8件)

[文献書誌] A.M.Gil: "A 13C NMR Study on the Conformation and Dynamical Properties of a Cereal Storage Protein, C-Hordein, and Its Model Peptides," Biopolymers. 41. 289-300 (1997)
[文献書誌] S.Yamaguchi: "Stability of C-Terminal a-Helical Domain of Bacteriorhodopsin Protruding from the Membrane Surface as as Studied by High-resolution Solid-state 13C NMR" J.Biochem.(Tokyo). 123. 78-86 (1998)
[文献書誌] H.Saito: "Conformation and Dynamics of Membrane Proteins and Biologically Active Peptides as Studied by High-resolution Solid-state 13C NMR," J.Mol.Structure. 441. 137-148 (1998)
[文献書誌] A.Naito: "Backbone Dynamics of Polycrystalline Peptides Studied by Measurements of 15N NMR Lineshpes and 13C Transverse Relaxation Times" J.Mol.Structure. 441. 231-242 (1998)
[文献書誌] A.K.Dioumaev: "Existence of a Proton Transfer Chain in Bacteriorhodopsin : Participation of Glu-194 in the Release of Protons to the Extracellular Surface" Biochemistry. 37. 2496-2506 (1998)
[文献書誌] M.Kamihira: "A High-resolution Solid-state 13C and 15N NMR Study on Crystalline Leu- and Met- enkephalins : Distinction of Polymorphs, Backbone Dynamics and Local Conformational" J.Phys.Chem. 101(印刷中). (1998)
[文献書誌] H.Saito: "Annual Reports on NMR Spectroscopy, vol36" Academic Press, London, UK, 43 (1998)
[文献書誌] A.Naito: "Solid State NMR of Polymers" Elsevier, Amsterdam, The Netherland, 27 (1998)

1997 年度 実績報告書

固体高分解能NMRによる膜蛋白質構造解析と機能の相関に関する新規展開

研究代表者

斉藤 肇 姫路工業大学, 理学部, 教授 (30100150)

研究成果

[文献書誌] A.M.Gil: "A 13C NMR Study on the Conformation and Dynamical Properties of a Cereal Storage Protein, C-Hordein, and Its Model Peptides," Biopolymers. 41. 289-300 (1997)

[文献書誌] S.Yamaguchi: "Stability of C-Terminal a-Helical Domain of Bacteriorhodopsin Protruding from the Membrane Surface as as Studied by High-resolution Solid-state 13C NMR" J.Biochem.(Tokyo). 123. 78-86 (1998)

[文献書誌] H.Saito: "Conformation and Dynamics of Membrane Proteins and Biologically Active Peptides as Studied by High-resolution Solid-state 13C NMR," J.Mol.Structure. 441. 137-148 (1998)

[文献書誌] A.Naito: "Backbone Dynamics of Polycrystalline Peptides Studied by Measurements of 15N NMR Lineshpes and 13C Transverse Relaxation Times" J.Mol.Structure. 441. 231-242 (1998)

[文献書誌] A.K.Dioumaev: "Existence of a Proton Transfer Chain in Bacteriorhodopsin : Participation of Glu-194 in the Release of Protons to the Extracellular Surface" Biochemistry. 37. 2496-2506 (1998)

[文献書誌] M.Kamihira: "A High-resolution Solid-state 13C and 15N NMR Study on Crystalline Leu- and Met- enkephalins : Distinction of Polymorphs, Backbone Dynamics and Local Conformational" J.Phys.Chem. 101(印刷中). (1998)

[文献書誌] H.Saito: "Annual Reports on NMR Spectroscopy, vol36" Academic Press, London, UK, 43 (1998)

[文献書誌] A.Naito: "Solid State NMR of Polymers" Elsevier, Amsterdam, The Netherland, 27 (1998)

1997 年度実績報告書

斉藤肇姫路工業大学, 理学部, 教授 (30100150)