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アスパラギン残基の脱アミド化機構と脱アミド化によるタンパク質構造の変化の解析

天冬酰胺残基脱酰胺机制及脱酰胺引起的蛋白质结构变化分析

基本信息

批准号：
21K15244
负责人：
加藤紘一
金额：
$ 3万
依托单位：
湘南医療大学
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

アスパラギン残基の脱アミド化は側鎖の分解を引き起こすが、主鎖で同様の反応が進行するとペプチド結合の切断が起きる。この脱アミド化と切断反応の比較のため、アスパラギン残基におけるC末端側のペプチド結合切断反応について量子化学計算により解析した。この反応は、隣接残基がイソロイシン残基やプロリン残基の場合に速く進行すると言われている。が、活性化障壁は隣接残基がグリシンの場合と比較して大きく低下することはなかった。したがって、脱アミド化とペプチド結合の切断が競合した結果であると考えられた。脱アミド化がタンパク質の立体構造や凝集に及ぼす影響については、γSクリスタリンを用いて解析した。それぞれのアスパラギン残基をアスパラギン酸残基に置換することで脱アミド化模倣変異体を作製した。全ての変異体について円二色性スペクトルを用いて二次構造形成および熱安定性を調べた結果、それぞれの変異は立体構造に大きな影響を及ぼさないことが明らかとなった。この結果は、分子動力学シミュレーションにより得られた結果と一致していた。熱安定性については、N37D変異において顕著に低下することが示された。他の変異体については、野生型と比較して大きな違いが見られなかった。既報の論文と比較すると溶媒条件等により結果が変化すると考えられ、変性点のみのデータでは凝集能との直接的な関連について議論することは困難であると考えられた。凝集能については、全ての脱アミド化模倣変異体において野生型よりも凝集が促進されることが明らかとなった。その中でも、37℃ではN37D変異体において最も速く凝集が起きることが示された。一方で、Asn14およびAsn143における凝集促進作用は比較的小さかった。以上より、脱アミド化が起きた際にγScrystallinの凝集に最も影響を及ぼすアスパラギン残基を特定することができた。

The decomposition of アスパラギン residue and the decomposition of side locks and the introduction of こすが, The main lock is the same as the reverse resistance of the main lock, and the combination of the lock and the cutting of the lock is the starting point.この出アミド化と Cut off the reaction and compare のため, アスパラギン residue におけるC Terminal side のペプチド combination cutting reaction について quantum chemical calculation により analytic した.この応は, adjacent residue がイソロイシン residue やプロリン residue の cases にspeed くすると语われている. In the case where the activation barrier is adjacent to the residue, it is relatively large and low.したがって, take off アミド化とペプチドcombine and cut off the competition and combine the results of であると卡えられた. De-アミド化がタンパク性のthree-dimensional structure, agglomeration and ぼす influence については, γSクリスタリンを and いて analysis した. The それぞれのアスパラギン residue をアスパラギン acid residue に substitution することで出アミド化 imitation variant を production した. All the different types of dichroic ての変について円 dichroic スペクトルを formed with いて secondary structure およびThermal stability を AdjustmentたRESULTS, それぞれの変different はthree-dimensional structure に大きなeffect を and ぼさないことが明らかとなった.このRESULTSは, Molecular Dynamics シミュレーションによりGET られたRESULTS としていた. Thermal stability is low, and the N37D is different and has low thermal stability. He is a different body type, a wild type type, and a relatively large type. Reported papers, comparisons, solvent conditions, etc., results, changes, examinations, changes in properties, etc.データでは agglomeration can との direct connection について discussion することは difficulty であると test えられた. The agglutination energy is については, and the full ての出アミド imitates the variant において wild-type よりもagglutination が promotes されることが明らかとなった.その中でも, 37℃ではN37D variant においてmost もspeed くagglutination がrise きることがshow された. Asn14 and Asn143 have aggregation-promoting effect and are relatively small. The above より, the アミド化が开きたinterior にγScrystallin のagglutination にmost もを and ぼすアスパラギン residue をspecific することができた.

项目成果

期刊论文数量（25）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Gln-Gly 配列における Gln 脱アミド化の反応機構

Gln-Gly序列中Gln脱酰胺反应机理

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
加藤紘一;淺井遥;仲吉朝希;石川吉伸;栗本英治;小田彰史
通讯作者：
小田彰史

Asn残基の脱アミド化およびC末端側ペプチド結合切断におけるC末端側Pro残基の影響

C端Pro残基对Asn残基脱酰胺和C端肽键裂解的影响

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
加藤紘一;仲吉朝希;石川吉伸;栗本英治;小田彰史
通讯作者：
小田彰史

Identification of the Most Impactful Asparagine Residues for γS-Crystallin Aggregation by Deamidation

通过脱酰胺作用鉴定对 γS-晶状体蛋白聚集影响最大的天冬酰胺残基

DOI：
10.1021/acs.biochem.3c00097
发表时间：
2023
期刊：
Biochemistry
影响因子：
2.9
作者：
Kato Koichi;Nakayoshi Tomoki;Kitamura Yuki;Kurimoto Eiji;Oda Akifumi;Ishikawa Yoshinobu
通讯作者：
Ishikawa Yoshinobu

Asn残基の脱アミド化におけるC末端側のGly残基と主鎖構造の影響

C端Gly残基和主链结构对Asn残基脱酰胺化的影响