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2018 年度 実績報告書

耐熱性シトクロムc’のNO結合能向上に関する蛋白質工学研究

研究課題

研究課題/領域番号 16K07692
研究機関広島大学

研究代表者

三本木 至宏  広島大学, 生物圏科学研究科, 教授 (10222027)

研究分担者 河合 幸一郎  広島大学, 生物圏科学研究科, 教授 (30195028)
研究期間 (年度) 2016-10-21 – 2019-03-31
キーワードNOセンサー / NO結合 / 蛋白質 / シトクロムc’
研究実績の概要

本研究は,耐熱性のシトクロムc',PHCPを改変してNO結合能を向上することを目的とする。そのモデルとなるのが,NOに対する結合能が高いことが予想される好酸性ユスリカのモグロビンである。
平成30年度当初計画にしたがって研究を実施し,当初の全体目的を達成することができた。すなわち,平成30年度にはPHCPを改変してNO結合能を向上することに成功した。ただし,平成29年度までは好酸性ユスリカヘモグロビンをモデルにNO結合能を向上しようとしていたが,それを断念し,並行してバックアップ研究として行っていた研究計画に従って当初の全体目的を達成できた。具体的には,PHCP以外のシトクロムc'を数種類調製し,それらの NO結合能を系統的に調べることにした。PHCPを含めて熱安定性が異なる5種類のシトクロムc'のNO結合能を調べたところ,安定性が低くなればなるほどNO結合能が向上することを見出した。5種類の立体構造から,ヘム周辺の非共有結合(疎水結合や水素結合)が見られないものほどNO結合能が高いと推測できるまでに至っていた(平成29年度末時点)。
平成30年度は,実際にPHCPに変異を導入し,NO結合能の指標としてNO結合定数を上昇させることに成功した。得られた変異PHCPの安定性は野生型に比べて低下するものの,50℃までは十分に安定であり,安定でかつNO結合能が改善された蛋白質の構築に成功した。
今後の展開として,得られたPHCP変異体のNOセンサー蛋白質としての用途研究に供することを考えている。

  • 研究成果

    (12件)

すべて 2019 2018

すべて 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 2件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (9件)

  • [雑誌論文] Stability of cytochromes c′ from psychrophilic and piezophilic Shewanella species: implications for complex multiple adaptation to low temperature and high hydrostatic pressure2019

    • 著者名/発表者名
      Suka Asako、Oki Hiroya、Kato Yuki、Kawahara Kazuki、Ohkubo Tadayasu、Maruno Takahiro、Kobayashi Yuji、Fujii Sotaro、Wakai Satoshi、Lisdiana Lisa、Sambongi Yoshihiro
    • 雑誌名

      Extremophiles

      巻: 23 ページ: 239~248

    • DOI

      https://doi.org/10.1007/s00792-019-01077-9

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] One fold, two functions: cytochrome P460 and cytochrome c′-β from the methanotroph Methylococcus capsulatus (Bath)2019

    • 著者名/発表者名
      Adams Hannah R.、Krewson Callie、Vardanega Jenny E.、Fujii Sotaro、Moreno Tadeo Chicano、Sambongi Yoshihiro、Svistunenko Dimitri、Paps Jordi、Andrew Colin R.、Hough Michael A.
    • 雑誌名

      Chemical Science

      巻: 10 ページ: 3031~3041

    • DOI

      https://doi.org/10.1039/C8SC05210G

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Conferment of CO-Controlled Dimer-Monomer Transition Property to Thermostable Cytochrome c′ by Mutation in the Subunit-Subunit Interface2019

    • 著者名/発表者名
      Yamanaka Masaru、Nakayama Ryoko、Fujii Sotaro、Wakai Satoshi、Sambongi Yoshihiro、Hirota Shun
    • 雑誌名

      Bulletin of the Chemical Society of Japan

      巻: 92 ページ: 702~709

    • DOI

      https://doi.org/10.1246/bcsj.20180311

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 酸耐性ユスリカ幼虫内の微生物叢の解析2019

    • 著者名/発表者名
      藤井創太郎,河合幸一郎,三本木至宏
    • 学会等名
      日本農芸化学会中四国支部会第53回講演会
  • [学会発表] 好熱菌および好冷菌由来シトクロムc′のNO親和性の解析2018

    • 著者名/発表者名
      藤井創太郎、越澤大典、小林悟、三本木至宏
    • 学会等名
      日本農芸化学会中四国支部会第51回講演会
  • [学会発表] 深海性二枚貝共生細菌由来の硫黄酸化酵素SoxAXの機能と熱安定性の解析2018

    • 著者名/発表者名
      染井希美子、藤井創太郎、加藤千明,吉田尊雄、三本木至宏
    • 学会等名
      日本農芸化学会中四国支部会第51回講演会
  • [学会発表] 好熱菌Thermochromatium tepidum由来シトクロムc′の熱安定性とガス結合能に関する研究2018

    • 著者名/発表者名
      小林 悟,藤井創太郎,越澤大典,三本木至宏
    • 学会等名
      日本農芸化学会中四国支部会第51回講演会
  • [学会発表] 深海性Shewanella属細菌由来シトクロムc′の多面的な安定化機構の解明2018

    • 著者名/発表者名
      須賀朝子、加藤雄基、藤井創太郎、三本木至宏
    • 学会等名
      極限環境生物学会2018年度(第19回)年会
  • [学会発表] 好熱菌および好冷菌由来のシトクロムc′の熱安定性とNO親和性の関係2018

    • 著者名/発表者名
      藤井創太郎、須賀朝子、小林悟、三本木至宏
    • 学会等名
      極限環境生物学会2018年度(第19回)年会
  • [学会発表] 深海由来微生物の硫黄酸化酵素に関する機能と熱安定性の比較研究2018

    • 著者名/発表者名
      染井希美子,藤井創太郎,加藤千明,吉田尊雄,三本木至宏
    • 学会等名
      極限環境生物学会2018年度(第19回)年会
  • [学会発表] 好熱菌Thermochromatium tepidum由来シトクロムc′の変異導入による熱安定性の変化2018

    • 著者名/発表者名
      小林悟、藤井創太郎、三本木至宏
    • 学会等名
      極限環境生物学会2018年度(第19回)年会
  • [学会発表] 深海性Shewanella属細菌由来シトクロムc′のアミノ酸レベルでの安定化機構の解明2018

    • 著者名/発表者名
      須賀朝子,加藤雄基,藤井創太郎,三本木至宏
    • 学会等名
      日本農芸化学会中四国支部会第52回講演会

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公開日: 2019-12-27  

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