ヘモグロビンのアロステリック平衡の実体解明

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 23570197
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 生物物理学
• 研究機関: 自治医科大学
• 研究代表者: 柴山 修哉 自治医科大学, 医学部, 教授 (20196439)
• 連携研究者: 朴 三用 横浜市立大学, 大学院医科学研究科, 教授 (20291932)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2013
• キーワード: ヘモグロビン / アロステリー / X線結晶構造解析 / 酸素平衡曲線 / 2状態モデル

研究概要

蛋白質の活性調節機構は、ヘモグロビン（Hb）の事例を下敷きにして、T (tense)状態からR (relaxed) 状態への2状態転移で説明されてきた。しかし、肝心のHbでは２状態モデル的な理解が定量的に成功していないのが実状である。本研究では、Hbの4次構造変化を許容する過去に例のない結晶を作製し、９個の異なる4次構造とその酸素親和性を同一結晶型中で決定した。今回の結果は、Hbのアロステリック平衡が、今まで知られていなかったTとRの中間的な状態を含む多状態系からなることを強く示唆している。

研究成果

• [雑誌論文] Capturing the Hemoglobin Allosteric Transition in a Single Crystal Form (2014)
  • 著者名/発表者名: Naoya Shibayama, Kanako Sugiyama, Jeremy R. H. Tame, and Sam-Yong Park.
  • 雑誌名: J. Am. Chem. Soc. 巻: 136 (13) ページ: 5097–5105
  • DOI: 10.1021/ja500380e
  • 査読あり
• [雑誌論文] Symmetry Distortion in the Human Hemoglobin Tetramer Induced by Asymmetric Ligation (2012)
  • 著者名/発表者名: Naoya Shibayama.
  • 雑誌名: FEBS Letters 巻: 586(1) ページ: 74–78
  • DOI: 10.1016/j.febslet.2011.11.027
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structures and Oxygen Affinities of Crystalline Human Hemoglobin C (β6 Glu→Lys) in the R and R2 Quaternary Structures (2011)
  • 著者名/発表者名: Naoya Shibayama, Kanako Sugiyama, and Sam-Yong Park.
  • 雑誌名: J. Biol. Chem. 巻: 286(38) ページ: 33661-33668
  • DOI: 10.1074/jbc.M111.266056
  • 査読あり
• [学会発表] 単一結晶形中でのヘモグロビンのアロステリック転移 (2013)
  • 著者名/発表者名: 柴山修哉
  • 学会等名: 第51回日本生物物理学会年会
  • 発表場所: 国立京都国際会館
  • 年月日: 2013-10-29
• [学会発表] ヘモグロビンのアロステリック平衡のリアルな描像 (2012)
  • 著者名/発表者名: 柴山修哉, 朴三用
  • 学会等名: 第50回日本生物物理学会年会
  • 発表場所: 名古屋大学・東山キャンパス
  • 年月日: 2012-09-24
• [学会発表] 2種類のリラックス状態ヘモグロビン結晶の機能比較 (2011)
  • 著者名/発表者名: 柴山修哉
  • 学会等名: 第49回日本生物物理学会年会
  • 発表場所: 兵庫県立大学・姫路書写キャンパス
  • 年月日: 2011-09-16
• [備考]
  • URL: http://www.jichi.ac.jp/news/research/2013/20140327.html