蛋白質工学の手法により生産された蛋白質の構造に関する研究

1989 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 63890008
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 太田 隆久 東京大学, 農学部, 教授 (30011844)
• 研究分担者: 京極 好正 大阪大学, 蛋白質研究所, 教授 (90012632) ; 郷 信広 京都大学, 理学部, 教授 (50011549) ; 大井 龍夫 京都女子大学, 家政学部, 教授 (00027012) ; 三浦 謹一郎 東京大学, 工学部, 教授 (30000227) ; 別府 輝彦 東京大学, 農学部, 教授 (80011873)
• キーワード: 蛋白質工学 / 蛋白質の構造形成 / フォルディング / NMRによる蛋白質構造解析

研究概要

蛋白質の立体構造に基づく物性と生理機能発現の分子的メカニズムの解明のため、ミオグロビンのヘム近傍の活性中心における化学的変化情報が分子表面に伝達される道筋を同定した(郷)。ミトコンドリアの遺伝子から生産される蛋白質のアミノ酸組成を他の蛋白質のものと比較すると顕著な違いがあり、Gの含有率が異常に低いことが反映されていることがわかった。また蛋白質の変性に伴う熱力学諸量を天然立体構造の各原子の表面積と伸びた鎖のそれとから求めた水和の変化から計算し、これらの量が構成アミノ酸残基の変化量の和で近似できることを明らかにした(大井)。
蛋白質の溶液内での構造決定及び検定法として安定同位体標識による分子識別部位の検定を行い、λファ-ジのcroリプレッサ-蛋白質を^<15>N標識し、HMQCスペクトルを測定し、DNAとの相互作用部位を解析した(京極)。また、プロテア-ゼインヒビタ-SSIを用い、主鎖カルボニル炭素の^<13>CーNMRシグナルを用い、ブロック標識法の名付けた新しい安定同位体標識法を創出し、シグナルの帰属を側鎖に効率よく拡張することを可能にした(甲斐荘)。
キモシンの前駆体プロキモシンの大腸菌内での発現の際、蓄積された封入体からの8M尿素での可溶化、アルカリ透析による構造再生と酸処理での活性化の段階でN末端配列の置換により著しく活性化効率が異なり、in vitro refoldingにN末端の数個のアミノ酸が大きい影響をもつことを示した。アクアライシンのin vivoでの構造形成における前駆体のN末端領域の影響をパルス・チェイス実験により明らかにした(太田)。SSIの各種アミノ酸置換体を効率的に生産するために放線菌における分泌系の確立を行った(三浦)。

研究成果

• [文献書誌] S.Takahashi,E.Kim,T.Hibino and T.Ooi: "Comparison of alpha-Helix Stability in Peptides Having a Negatively or Positively charged Residue Block Attached Either to the N-or C-Terminus of an alpha-Helix:The Electiorstatic Contribution and Anisotropic Stability of the alpha-Helix" Bio polymers. 28. 995-1009 (1989)
• [文献書誌] M.Oobatake and T.Ooi: "Characteristic Roles of Hydrated Water for 20 Amino Acid Residues in Stabilization of Globular Proteins." Bulletin of the Institute for Chemical Research,Kyoto University. 66. 433-445 (1989)
• [文献書誌] H.Takagi,T.Takahashi,H.Momose,M.Inouye,Y.Maeda,H.Matsuzawa and T.Ohta: "Enhancement of the thermostability of subtilisin E by the introduction of a disulfide bind engineered on the basis of structural Comparison with a thermophilic serine protease." J.Biol.Chem.
• [文献書誌] I.Terada,S.T.Kwan,Y.Miyata,H,Matsuzawa and T.Ohta: "Unique Precursor Structure of an Extracellular Protease,Aqualysin I.,with N-and C-terminal Pro-sequences and Processing in Esherichia coli." J.Biol.Chem.