酵素の反応機構の相互作用直接測定からの研究

2002 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 14658210
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 栗原 和枝 東北大学, 多元物質科学研究所, 教授 (50252250)
• キーワード: 表面力測定 / 原子間力顕微鏡 / 酵素 / プレニルトランスフェラーゼ

研究概要

サブユニットが会合して機能発現する酵素分子のサブユニットそれぞれを二次元面上に配向させて並べ、その相互作用を表面力測定より評価し、酵素機能をサブユニット間ならびにサブユニット-基質間相互作用から評価する新しい研究アプローチを提出することを目的とした。ポリヒスチジン(His-tag)をC端に組み込んだプレニルトランスフェラーゼIIのサブユニットIならびにIIをイミノジアセテートーCu^<2+>を親水基とする単分子膜(DSIDA)の表面に結合させて、二次元的に配向の揃った表面の調製をおこなった。このタンパク質単分子膜を、それぞれガラス基板とカンチレバーの先端に接着したコロイド粒子(直径:数十μm)上に累積し、コロイドプローブ原子間力顕微鏡を用い、タンパク質問に働く相互作用を直接測定した。
媒質中の基質とMg^<2+>の有無に着目し、定量送液ポンプで溶液を交換しながら相互作用の変化を調べた。得られる測定結果を解析し、結合力ヒストグラムを作成した。基質とMg^<2+>のともに存在する時のみサブユニットI-II間に接着力が働くことがわかった。基質の結合部位を吸着実験から決定し、酵素の作用機構の解明を目指し、生化学的に提出されている作用モデルと比較検討している。

研究成果

• [文献書誌] S.Hayashi, T.Abe, N.Higashi, M.Niwa, K.Kurihara: "Polyelectroyte Brush Layers Studied by Surface Force Measurement : Dependence on pH and Salt Concentrations and Scaling"Langmuir. 18. 3932-3944 (2002)
• [文献書誌] K.Kurihara: "Nanostructuring of Liquids at Solid-Liquid Interfaces"Progr. Colloid Polym. Sci.. 121. 49-56 (2002)
• [文献書誌] M.Mizukami, M.Moteki, K.Kurihara: "Hydrogen-Bonded Macrocluster Formation of Ethanol on Silica Surfaces in Cyclohexane"J. Am. Chem. Soc.. 124. 12889-12897 (2002)
• [文献書誌] 原田貴弘, 宮原隆, 中嶋直敏, 栗原和枝: "補助的な核酸塩基で就職した表面間に作用する特異的相互作用の直接測定"高分子論文集. 59. 792-799 (2002)
• [文献書誌] K.Kurihara, Y.Nakagawa, M.Mizukami: "Hydrogen-bonded Macrocluster Formation of Ethylene Glycol on Silica Surfaces in Ethylene Glycol-Cyclohexane Binary Liquids"Chem. Lett.. 32. 84-85 (2003)
• [文献書誌] 栗原和枝: "ナノ共振ずり測定による界面の液晶の研究"液晶. 6(1). 34-41 (2002)
• [文献書誌] K.Kurihara, Y.Murase: "Polyelectrolyte Brushes, in "Handbook of Polyelectrolytes and Their Applications" (S.Tripathy, J.Kumar and H.S.Nalwa ed)"America Scientific Publishers. 15 (2002)