高温条件下で働くタンパク質リフォールディング触媒の開発と速度論解析

2011 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 21580112
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 応用生物化学
• 研究機関: 岡山大学
• 研究代表者: 田村 隆 岡山大学, 大学院・自然科学研究科, 准教授 (40253009)
• 連携研究者: 倉光 成紀 大阪大学, 大学院・理学部研究科, 教授 (60153368)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2011
• キーワード: 酵素化学

研究概要

ジスルフィド結合は,タンパク質が正しい構造を維持する上で重要な役割を果たす。大腸菌は細胞壁ペプチドグリカンの外側にペリプラズム空間を持ち,そこに分泌されたタンパク質に正しいジスルフィド架橋を形成する酸化還元系を持つ。その機能を担うDsbAは活性中心にCPHCモチーフを持ち,チオレドキシンスーパーファミリーの中で最も酸化力の高い酵素である。これらのホモログ蛋白質ではCys残基に挟まれた2つのアミノ酸残基が酸化還元電位を決定する。本研究室ではDsbAのCys間のアミノ酸配列をランダムに変異させて野生型の約40倍活性の高いDsbA[CDIC]を発見した。本研究ではこのDsbA[CDIC]と同じ酸化還元電位値を持つが活性は低いDsbA[CRIC]について生化学的諸性質を比較した。また高度好熱菌のペリプラズムに分泌されるDsbAホモログの異種発現系を確立した。その触媒機能を解析して高温条件下でのタンパク質のリフォールディング技術を開発した。

研究成果

• [雑誌論文] Selenite reduction by thioredoxin system : kinetics and identification of protein-bound selenide (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Tamura, K. Sato, T. Okugochi, K. Komori, T. Imai, M. Kuwahara, H. Mihara, N. Esaki, and K. Inagaki
  • 雑誌名: Biosci. Biotech. Biochem 巻: 75 ページ: 1184-1187
  • 査読あり
• [雑誌論文] Identification and conformer analysis of a novel redox-active motif, Pro-Ala-Ser-Cys-Cys-Ser, in Drosophila thioredoxin reductase by semiempirical molecular orbital calculation (2011)
  • 著者名/発表者名: M. Kuwahra, T. Tamura, K. Kawamura, K. Inagaki
  • 雑誌名: Biosci. Biotech. Biochem 巻: 75 ページ: 516-521
  • 査読あり
• [雑誌論文] Arg305 of Streptomyces L-glutamate oxidase plays a crucial role for substrate recognition (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Utsumi, J. Arima, C. Sakaguchi, T. Tamura, C. Sasaki, H. Kusakabe, S. Sugio, K. Inagaki
  • 雑誌名: Biochem. Biophys. Res. Commun 巻: 417 ページ: 951-955
  • 査読あり
• [雑誌論文] Production improvement of antifungal, antitrypanosomal nucleoside sinefungin by rpoB mutation and optimization of resting cell system of Streptomyces incarnatus NRRL 8089 (2010)
  • 著者名/発表者名: K. Fukuda, T. Tamura, H. Ito, S. Yamamoto, K. Ochi, K. Inagaki
  • 雑誌名: J. Biosci. Bioeng 巻: 109 ページ: 459-465
  • 査読あり
• [雑誌論文] Identification of ornithine-lactam as a biosynthetic intermediate for sinefungin biosynthesis in Streptomyces incarnatus NRRL8089 (2010)
  • 著者名/発表者名: K. Fukuda, T. Tamura, K. Sato, K. Inagaki
  • 雑誌名: Actinomycetologica 巻: 24 ページ: 63-65
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cuckoo fungus mimics termite eggs by producing the cellulose-digeting enzyme beta-glucosidase (2009)
  • 著者名/発表者名: K. Matsuura, T. Yashiro, K. Shimizu, S. Tatsumi, and T. Tamura
  • 雑誌名: Currnt Biology 巻: 19 ページ: 30-36
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structural characterization of L-glutamate oxidase from Streptomyces sp. X-119-6 (2009)
  • 著者名/発表者名: J. Arima, C. Sasaki, C. Sakaguchi, H. Mizuno, T. Tamura, A. Kashima, H. Kusakabe, S. Sugio, and K. Inagaki
  • 雑誌名: FEBS Journal 巻: 276 ページ: 3894-3903
  • 査読あり
• [雑誌論文] Conflicting Two Hypotheses on Reductive Selenite Assimilation in Escharichia coli (2009)
  • 著者名/発表者名: T. Tamura
  • 雑誌名: Biomed. Res. Trace Elem 巻: 20 ページ: 226-231
  • 査読あり
• [雑誌論文] Enhanced production of fluorinated nucleoside antibiotic nucleocidin by rifampicin-resistant mutant of Streptomyces calvus IFO13200 (2009)
  • 著者名/発表者名: K. Fukuda, T. Tamura, Y. Segawa, Y. Mutaguchi, K. Inagaki
  • 雑誌名: Actinomycetologica 巻: 23 ページ: 51-55
  • 査読あり
• [学会発表] ジスルフィドイソメラーゼの酸化還元電位を持つDsbAの活性測定 (2011)
  • 著者名/発表者名: 清遠亜沙子, 田村隆, 吉田隆真, 稲垣賢二
  • 学会等名: 第63回日本生物工学会大会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2011-09-26
• [学会発表] Thermus thermophilus HB8のペリプラズムフォールディングシステムTthA0610/1422系の発現と機能解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 田村隆, 吉田隆真, 森祐磨, 海老原章郎, 倉光成紀, 稲垣賢二
  • 学会等名: 第10回「高度好熱菌丸ごと一匹プロジェクト」連携研究会
  • 発表場所: 理化学研究所,播磨研究所
  • 年月日: 2011-08-20
• [学会発表] ジスルフィドイソメラーゼの酸化還元電位を持つDsbA[CRIC]の発現系検討 (2010)
  • 著者名/発表者名: 清遠亜沙子, 田村隆, 吉田隆真, 稲垣賢二
  • 学会等名: 日本生物工学会
  • 発表場所: 宮崎
  • 年月日: 2010-10-27
• [学会発表] Combinatorial Mutation of the Active-site Dipeptide Sequence Revealed No Correlation between the Redox Potentials and Biological Functionality of DsbA[CXXC] (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Tamura, A. Kiyoto, T. Yoshida, K. Ito K. Inagaki
  • 学会等名: The 3rd International Symposium on Protein Community
  • 発表場所: 奈良
  • 年月日: 2010-09-13
• [学会発表] 耐熱性ジスルフィド形成蛋白質TthA0610, TthA1422の発現と機能解析 (2009)
  • 著者名/発表者名: 吉田隆真, 田村隆, 海老原章郎, 倉光成紀, 稲垣賢二
  • 学会等名: 2009年度日本農芸化学会関西・中四国・西日本支部、日本栄養・食糧学会九州・沖縄支部および日本食品科学工学会西日本支部合同大会
  • 発表場所: 那覇市
  • 年月日: 2009-10-30
• [学会発表] A novel active-site sequence Cys-Asp-Ile-Cys altered E. coli DsbA into a potent protein disulfide isomerase (2009)
  • 著者名/発表者名: T. Tamura
  • 学会等名: The 4th International Congress on Stress Responses in Biology and Medicine
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 2009-10-06
• [図書] 放線菌と生きる (2011)
  • 著者名/発表者名: 田村隆, 他
  • 総ページ数: 199-200
  • 出版者: 医学評論社
• [備考]
  • URL: http://www.agr.okayama-u.ac.jp/ApplEnz/
• [産業財産権] 変異型RNAポリメラーゼβ-サブユニット遺伝子 (2012)
  • 発明者名: 田村隆
  • 権利者名: 岡山大学
  • 産業財産権番号: 特許、特願2012-002943
  • 出願年月日: 2012-01-11