1995 Fiscal Year Annual Research Report
合成二分子膜をトリガーとするヘム蛋白の潜在機能の創出と一般化
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06453216
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| Research Institution | KYUSHU UNIVERSITY |
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Principal Investigator |
国武 豊喜 九州大学, 工学部, 教授 (40037734)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
安藤 玲子 九州大学, 工学部, 教務員
君塚 信夫 九州大学, 工学部, 助教授 (90186304)
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| Keywords | チトクロームC / 化学修飾 / 酵素機能の変換 / ペルオキシダーゼ / 高次構造 / ミオグロビン / ヘム-蛋白相互作用 |
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| Research Abstract |
ヘム蛋白質のユニークな機能の発現にはヘム-アポ蛋白質相互作用が決定的な因子となっており、このような相互作用をヘムタンパク質の高次構造を介して制御することは従来とは異なる全く新しい方法論となる。
チトクロムc(Cyt-c)の表面に存在するリジン残基はその高次構造の形成にきわめて重要である。殆ど全てのε-アミノ基がマレイル化されたCyt-c(マレイル化Cyt-c)の高次構造は、部分的にアンフォールディングした状態へと変化した。興味深いことに塩濃度を高めると高次構造がアンフォールディングした状態から天然型類似の構造へと戻ることが分光学的分析によって明らかとなった。それに伴ってヘムの軸配位構造がHO-Fe-His18からMet-80-Fe-His18へと連続的に変換される。一方、Cyt-c本来の機能は電子伝達でありながら、マレイル化Cyt-cは部分的にアンフォールディングした状態においてペルオキシダーゼ類似の基質酸化性を示した。塩を添加して蛋白質構造が天然型類似構造へ連続的に変化するのに伴って、ペルオキシダーゼ活性は抑制され、逆に天然型機能である電子伝達機能は強化された。つまりマレイル化Cyt-cはペルオキシダーゼ類似酵素から電子伝達蛋白質へとその高次構造変化を介して機能相互変換されることが明確となった。本方法論はCyt-cだけでなくミオグロビンにも応用が可能であり、一般的な蛋白質工学的手法として可能性に富むものである。
このような構造を介したヘム蛋白質の機能変換は、従来までの一次構造を基にした機能改変の試みとは全く異なる新しい概念を提供するものであり、さらに分子進化の過程で発生したキャタリティック・モルテングロビュールの概念とも関連している。
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