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2011 年度 実績報告書

光応答性タンパク質およびペプチドの創製と構造機能制御

研究課題

研究課題/領域番号 21350095
研究機関奈良先端科学技術大学院大学

研究代表者

廣田 俊  奈良先端科学技術大学院大学, 物質創成科学研究科, 教授 (90283457)

研究分担者 長尾 聡  奈良先端科学技術大学院大学, 物質創成科学研究科, 助教 (30452535)
キーワード光応答性 / タンパク質 / ペプチド / 金属錯体 / タンパク質構造機能相関 / タンパク質機能制御
研究概要

タンパク質、ペプチドなどの生体分子の立体構造を高い空間分解能と時間分解能で制御できれば、様々な利用法があり、特に、生体内計測分析や医療への利用が期待できる。本研究では、タンパク質やペプチドなどの生体関連分子に光応答性を付加し、得られた光応答性分子の構造を光制御するとともに、その構造変化に基づいて機能を光制御することを目指す。
平成23年度は、アゾベンゼン配位子で2つの亜鉛錯体を連結した化合物の性質を詳しく調べた。この複核亜鉛錯体のシス体のDNA切断活性のpHはpHに対して鐘形を示し、pH8.5付近で最大であった。得られたpH依存性は、他の亜鉛錯体によるDNAの加水分解切断で報告されているpH依存性と同じの傾向を示し、複核亜鉛錯体のシス体はDNAを加水分解的に切断すると考えられる。この複核亜鉛錯体のシス体のDNA切断活性は、メジャーグルーブに結合するメチルグリーンを共存させてもほとんど変化しなかったが、マイナーグルーブに結合する4',6-diamidino-2-phenylindoleを共存させると著しく低下し、複核亜鉛錯体がDNAのマイナーグルーブに結合することが分かった。細胞内での光応答性を観察するため、Hisタグを付加したHis-AcGFP(Aequorea coerulescens緑色蛍光タンパク質)-TatPTD(Tatタンパク質の形質導入ドメイン)およびHis-AcGFPを大腸菌で高発現し、精製した。His-AcGFP-TatPTDおよびHis-AcGFPの細胞内移行を蛍光顕微鏡により観測したところ、His-AcGFPでは蛍光は観測されなかったが、His-AcGFP-TatPTDでは蛍光が観測され、光応答性化合物の生体内観測が可能となった。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

金属錯体をアゾベンゼンで連結することによりDNA切断を光制御することに成功し、その制御機構を明らかにした。さらに、研究成果を学術論文として報告した。

今後の研究の推進方策

光応答性タンパク質などを用いてタンパク質の立体構造の光制御を行い、タンパク質の構造機能相関を調べるとともに、本研究の総括を行う。

  • 研究成果

    (3件)

すべて 2011

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (1件)

  • [雑誌論文] Efficient Reduction of Cys110 Thiyl Radical by Glutathione in Human Myoglobin2011

    • 著者名/発表者名
      S.Nagao, O.Asami, H.Yasui, S.Hirota
    • 雑誌名

      Biochimica et Biophysica Acta (BBA)-Proteins and Proteomics

      巻: 1814 ページ: 480-486

    • DOI

      10.1016/j.bbapap.2011.01.008

    • 査読あり
  • [雑誌論文] DNA Cleavage by the Photocontrolled Cooperation of Zn^<II> Centers in an Azobenzene-Linked Dizinc Complex2011

    • 著者名/発表者名
      A.Panja, T.Matsuo, S.Nagao, S.Hirota
    • 雑誌名

      Inorganic Chemistry

      巻: 50 ページ: 11437-11445

    • DOI

      10.1021/ic201244y

    • 査読あり
  • [学会発表] Structural Changes of Metalloproteins and Metal-Peptide Complexes2011

    • 著者名/発表者名
      Shun Hirota
    • 学会等名
      3rd Dalton Transactions International Symposium : Bioinorganic Chemistry
    • 発表場所
      大阪大学(吹田市)(招待講演)
    • 年月日
      2011-11-04

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公開日: 2013-06-26  

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