2005 Fiscal Year Annual Research Report
アミノ酸配列の単純化によるタンパク質構造構築原理と機能分化機構の研究
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16370074
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| Research Institution | NARA INSTITUTE OF SCIENCE AND TECHNOLOGY |
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Principal Investigator |
片岡 幹雄 奈良先端科学技術大学院大学, 物質創成科学研究科, 教授 (30150254)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
今元 泰 奈良先端科学技術大学院大学, 物質創成科学研究科, 助教授 (80263200)
山崎 洋一 奈良先端科学技術大学院大学, 物質創成科学研究科, 助手 (40332770)
上久保 裕生 奈良先端科学技術大学院大学, 物質創成科学研究科, 助手 (20311128)
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| Keywords | イェロープロテイン / アミノ酸配列単純化 / 円偏光二色性 / 構造機能相関 / アミロイド / 色素タンパク質 / βスキャフォールド |
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| Research Abstract |
昨年度、ルールに従って4種類の単純化アミノ酸配列を持つイェロープロテインを構築した。sPYPOは、9種類のアミノ酸からなる単純化PYP、これに相同タンパク質間で保存されている残基を戻したもの(sPYPI)、sPYPIの疎水性残基を野生型に戻したsPYPII、sPYPIの親水性残基を野生型に戻したsPYPIIIの4種である。これらは、発色団再構成能を失い、二次構造も野生型と大きく異なっていた。
TFE存在下での二次構造を調べたところ、sPYPIIIは、野生型PYPと同様のCDスペクトルを示し、αヘリックス形成傾向のあることを示唆したが、他の単純化PYPは、それぞれ全く異なるCDを与え、TFEの持つαヘリックス形成傾向を示さなかった。次に、PYPの全領域をN端、αコネクター、発色団結合ループ、βスキャフォールドの4領域に分け、それぞれの間でsPYPIIIと野生型との間キメラを作成した。その結果、βスキャフォールド領域の単純化は、PYPの構造形成を阻害することが示された。また、発色団結合ループは単純化できるが、光反応に影響を与えた。βスキャフォールド領域以外の領域を単純化したPYPは構造を形成し、発色団を再構成できた。PYPのように100残基を越えるタンパク質について、部分的単純化に成功した最初の例である。
この結果を踏まえ、sPYPIIのβスキャフォールド領域の疎水性残基を一つずつ野生型に戻し、発色団結合のできる単純化PYPの作成を試みた。その結果、Ala84、Leu88、Met100、Ala112、Leu113の5残基が構造形成にとって重要な役割を果たすことが示された。また、その効果は加算的ではなく協同的であった。
sPYPIIは、βリッチな構造をとり、アミロイド繊維を形成しやすいことがわかった。単純化は、アミロイド形成機購の研究にも役立つことが示された。
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