蛋白質立体構造の安定化に果たす疎水性残基の役割

疏水残基在稳定蛋白质 3D 结构中的作用

• 批准号: 06680653
• 负责人: 油谷 克英
• 金额: $ 1.28万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
• 财政年份: 1994
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1994 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-06680653/
• 关键词: リゾチーム; 疎水性相互作用; 安定性; カロリメトリー; ギブスエネルギー; 変異蛋白質

蛋白質の各々の特異な機能はその立体構造の特徴に依存して発揮される。その立体構造の安定化機構の解明は蛋白質研究の基礎的で重要な課題である。本研究では、立体構造の安定化に果たす疎水性残基の役割を明らかにするために、ヒト・リゾチーム変異型、Ile→Val(5箇所:23,56,59,89と106位)とVal→Ala(9箇所:2,74,93,99,100,110,121,125と130位)の14種の変異型を作製し、それらの変異型蛋白質の熱測定とX線結晶解析を行なった。14種の変異型全ての熱変性の熱力学的パラメーターを高性能断熱型示差走査熱量計(DASM4)を用いて求めた。Ile→Val変異型は同じ性質の置換であったが、変性のギブスエネルギーの差は0.4から1.2kcal/molの変化を示した。また、変性のエンタルピー変化は0.6から-6.0kcal/molの変化を示した。これらの結果は同じ性質の置換であっても置換部位構造上の特徴によって種々に安定性へ寄与することを示した。また、大きな変性のエンタルピーの変化はエントロピー項によって相殺され、安定性の変化の程度を低めるのに役立っている。Val→Ala変異型も同じ傾向の結果を示した。5種のIle→Val変異型の構造解析の結果は、置換によってその部位での少しの変化は見られたが、全体の構造の変化はほとんどないことを示した。特に特徴的なのは、59位変異型においては置換部位に水分子が導入されたことである。全体を総括すると、変異型は、置換での疎水性相互作用による安定性の低下を構造の微調整によって安定性を部分的に補っていることを示した。これらの結果は蛋白質立体構造の安定化に果たす疎水性残基の役割に関する基礎的で重要な知見である。

The specific functions of proteins depend on the characteristics of their three-dimensional structure. The explanation of three-dimensional structure and stabilization mechanism is an important topic for protein research. In this study, the stability of the stereostructure of the protein was studied by X-ray crystallographic analysis and thermal analysis of 14 kinds of isoforms, including Ile→Val(5 sites: 23, 56, 59, 89, 106) Val→Ala(9 sites: 2, 74, 93, 99, 100, 110, 121, 125). 14 kinds of different thermal properties of the thermodynamic parameters of the high-performance thermal insulation type differential scanning calorimeter (DASM4) Ile→Val Different types of properties of the same substitution The change in temperature is 0.6 kcal/mol and-6.0 kcal/mol. The results show that the structural characteristics of the replacement parts are stable and stable. The change of the temperature and stability of the oil and gas mixture is very important. Val→Ala is the result of the same tendency. The results of structural analysis of five kinds of Ile→Val heteromorphism are as follows: The 59-position variant of the characteristic water molecule is introduced. All of them include structural adjustment of stability, structural adjustment of stability and structural adjustment of displacement. These results provide important insights on the basis of the stabilization of the three-dimensional structure of proteins and the separation of water-soluble residues.

项目成果

K.Tsumoto et al.,: "Contribution to antibody-antigen interaction of structurally perterbued antigenetic residues upon antibody binding" J.Biol.Chem.269. 28777-28782 (1994)

K.Tsumoto 等人：“抗体结合时结构上扰动的抗原残基对抗体-抗原相互作用的贡献”J.Biol.Chem.269。

K.Tsumoto et al.,: "Effect of the order of antibody variable regions on the expression of the single-chain hyhel10 FV fragment in E.coli and the thermodynamic analysis of its antigen-binding properties" Biocem.Biophys.Ros.Comm.201. 546-551 (1994)

K.Tsumoto等人，：“抗体可变区的顺序对大肠杆菌中单链hyhel10 FV片段表达的影响及其抗原结合特性的热力学分析”Biocem.Biophys.Ros.Comm

K.Ogasahara & K.Yutani: "Unfolding-refolding kinetics of the tryptophan synthase alpha subunit by the CD and fluorescence measurements." J.Mol.Biol.236. 1227-1240 (1994)

小笠原康

M.Odaka et al.,: "Tyr-341 of the beta subunit is a major Km-determining redsidue of TF1-ATPase:Parallel effect of its mutations on Kd(ATP) of the beta subunit and on Km(ATP) of the alpha3beta3 gamma complex." J.Biochem.115. 789-769 (1994)

M.Odaka 等人：“β 亚基的 Tyr-341 是 TF1-ATPase 的主要 Km 决定残基：其突变对 β 亚基的 Kd(ATP) 和 TF1-ATPase 的 Km(ATP) 具有平行影响。