ヘム蛋白質のアロステリック効果における情報伝達の構造化学

2011 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 21350098
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 生体関連化学
• 研究機関: 兵庫県立大学
• 研究代表者: 北川 禎三 兵庫県立大学, 大学院・生命理学研究科, 教授 (40029955)
• 研究分担者: 小倉 尚志 兵庫県立大学, 大学院・生命理学研究科, 教授 (70183770)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2011
• キーワード: 生物無機化学 / 振動分光学 / アロステリック効果 / ガスセンサー蛋白 / ヘモグロビン / 情報伝達

研究概要

アロステリック効果の構造化学を可視及び紫外共鳴ラマン分光法を用いて具体的に記述した。基本分子のヘモグロビンについてはリガンド結合中間体の四次構造を定量的に評価する方法を提案した。応用として酸素センサー蛋白のDOSとHemATの情報伝達の道筋とダイナミクスを解明した。NOセンサーのsGCについてはeffector結合の構造効果を論じた。呼吸酵素のシトクロム酸化酵素についてはプロトンポンプ機構を調べた。

研究成果

• [雑誌論文] Effects of the bHLH domain on axial coordination of heme in the PAS-A domain of neuronal PAS domain protein 2(NPAS2): Conversion from His119/Cys170 coordination to His119/His171 coordination (2012)
  • 著者名/発表者名: Uchida, T., H. Mizuki, M. Ishida, I. Sagami, T. Shimizu, K. Ishimori, and T. Kitagawa
  • 雑誌名: J. Inorg. Biochem 巻: 108 ページ: 188-195
• [雑誌論文] An intermediate conformational state during ligand binding to cytochrome c oxidase detected by time-resolved resonance Raman analyses of heme peripheral groups (2012)
  • 著者名/発表者名: I. Ishigami, T. Nishigaki, K. Shinzawa-Itoh, S. Yoshikawa, S. Nakashima and T. Ogura
  • 雑誌名: Chem. Lett 巻: 2 ページ: 178-180
• [雑誌論文] Structural Dynamics of EcDOS Heme Domain Revealed by Time-Resolved Ultraviolet Resonance Raman Spectroscopy (2011)
  • 著者名/発表者名: El-Mashtoly, S. F., M. Kubo, S. Nakashima, T. Shimizu, and T. Kitagawa
  • 雑誌名: J. Phys. Chem. Lett 巻: 2(17) ページ: 2212-2217
• [雑誌論文] A new way for understanding quaternary structure change of hemoglobin upon ligand binding on the basis of UV-resonance Raman evaluation of inter-subunit interactions (2011)
  • 著者名/発表者名: Nagatomo, S., M. Nagai, and T. Kitagawa
  • 雑誌名: J. Am. Chem. Soc 巻: 133 ページ: 10101-10110
• [雑誌論文] Differences between two active forms of CO-bound soluble guanylate cyclase in the presence of activators and substrate and their populations revealed by resonance Raman spectroscopy (2011)
  • 著者名/発表者名: Pal, B. and T. Kitagawa
  • 雑誌名: Ind. J. Chem 巻: 50A ページ: 395-400
• [雑誌論文] Applications of Vibrational Spectroscopy in the Study of Flavin-based Photoactive Proteins, in Spectroscopy (2011)
  • 著者名/発表者名: Li, J. and T. Kitagawa
  • 雑誌名: Biomedical Applications 巻: 25 ページ: 261-269
• [雑誌論文] Resonance Raman spectroscopic investigation of structural changes of CO-heme in soluble guanylate cyclase generated by effectors and substrate (2010)
  • 著者名/発表者名: Pal, B., K. Tanaka, S. Takenaka, and T. Kitagawa
  • 雑誌名: J. Raman Spectrosc 巻: 41 ページ: 1178-1184
• [雑誌論文] Binding of YC-1/BAY 41-2272 to soluble guanylate cyclase ; A new perspective to the mechanism of activation (2010)
  • 著者名/発表者名: Pal, B. and T. Kitagawa
  • 雑誌名: Biochem. Biophys. Res. Commun 巻: 397 ページ: 375-379
• [雑誌論文] Differences in coordination states of substituted tyrosine residues and quaternary structures among hemoglobins M probed by resonance Raman spectroscopy (2010)
  • 著者名/発表者名: Aki, Y., M. Nagai, Y. Nagai, K. Imai, M. Aki, A. Sato, M. Kubo, S. Nagatomo, and T. Kitagawa
  • 雑誌名: J. Biol. Inorg. Chem 巻: 15 ページ: 147-158
• [雑誌論文] Theβ-sheet structure pH dependence of the core fragments ofβ_2-microglobulin amyloid fibrils (2010)
  • 著者名/発表者名: Hiramatsu, M., M. Lu, Y. Goto, and T. Kitagawa
  • 雑誌名: Bull. Chem. Soc. Jpn 巻: 83 ページ: 495-504
• [雑誌論文] Differences in the molecular structure ofβ_2-microglobulin between two morphologically different amyloid fibrils (2010)
  • 著者名/発表者名: Hiramatsu, M., M. Lu, K. Matsuo, K. Gekko, Y. Goto, and T. Kitagawa
  • 雑誌名: Biochemistry 巻: 49 ページ: 742-751
• [雑誌論文] A Specific Interaction of L-Tryptophan with CO of CO-Bound Indoleamine 2, 3-Dioxygenase Identified by Resonance Raman Spectroscopy (2010)
  • 著者名/発表者名: S. Yanagisawa, H. Sugimoto, Y. Shiro and T. Ogura
  • 雑誌名: Biochemistry 巻: 49 ページ: 10081-10088
• [学会発表] Picobiological features in functions of heme proteins revealed by resonance Raman spectroscopy (2012)
  • 著者名/発表者名: Kitagawa, T
  • 学会等名: 14^<th> National Symposium in Chemistry
  • 発表場所: National Institute for Interdisciplinary Science and Technology
  • 年月日: 2012-02-05
• [学会発表] Microsecond Protein Dynamics of Cytochrome c Oxidase as Studied with Resonance Raman Spectroscopy (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Ogura, I. Ishigami, T. Nishigaki, S. Nakashima, K. Shinzawa-Itoh and Shinya Yoshikawa
  • 学会等名: The 3rd Asian Spectroscopy Conference
  • 発表場所: Xiamen University, China
  • 年月日: 2011-11-29
• [学会発表] Ultraviolet time-resolved resonance Raman investigation of structural dynamics of Hem-AT-Bs following CO photodissociation (2011)
  • 著者名/発表者名: Kitagawa, T
  • 学会等名: 15^<th> International Conference on Biological Inorganic Chemistry
  • 発表場所: University of British Columbia, Vancouver, Canada
  • 年月日: 2011-08-11
• [学会発表] Resonance Raman study on CO-bound indoleamine 2, 3-dioxygenase (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Ogura, S. Yanagisawa, H. Sugimoto and Y. Shiro
  • 学会等名: The 3rd Georgian Bay International Conference on Bioinorganic Chemistry
  • 発表場所: Stockey Centre, Parry Sound, Ontario, Canada
  • 年月日: 2011-06-01
• [学会発表] Evaluation of Inter-subunit Interactions in Half-ligated Human Adult Hemoglobin based on the Single Residue UVRR Spectra (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Kitagawa, S. Nagatomo and M. Nagai
  • 学会等名: 12^<th> Intl. Conf. Raman Spectroscopy
  • 発表場所: Boston Park Plaza Hotel(U. S. A.)
  • 年月日: 20100800
• [学会発表] Structural Chemisty of Information Communication in Oxyg en Sensor Protein, EcDOS, Revealed with Resonance Raman Spectroscopy (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Kitagawa, S. F. El-Mashtoly, S. Na kajima, H. Takahashi, A. Tanaka, an d T. Shimizu
  • 学会等名: 6^<th> Intl. Conf. on Porphyrin and Ph thalocyanine
  • 発表場所: Hyatt Rege nc Tamaya Resort & Spa(U. S. A.)
  • 年月日: 20100700
• [学会発表] Protein Dynamics of Cytochrome c Oxidase as Studied by Resonance Raman Spectroscopy (2009)
  • 著者名/発表者名: T. Ogura, S. Nakashima, I. Ishigami, K. Shinzawa-Itoh and S. Yoshikawa
  • 学会等名: Symposium on Advanced Biological Inorganic Chemistry
  • 発表場所: Tata Institute of Fundamental Research, Mumbai, India
  • 年月日: 2009-11-06
• [図書] Resonance Raman investigation of quaternary structure change in hemoglobin upon ligand binding in' Hemoglobin : Recent Development and Topics' ed. M. Nagai) (2011)
  • 著者名/発表者名: Nagatomo, S. M. Nagai, and T. Kitagawa
  • 総ページ数: 37-61
• [備考]
  • URL: http://www.ims.ac.jp/know/emeritus/kitagawa/index.html
• [備考]
  • URL: http://www.sci.u-hyogo.ac.jp/index-j.html