熱安定性を予測するパラメータのランダム伸長変異による決定

通过随机伸长突变确定预测热稳定性的参数

• 批准号: 07280213
• 负责人: 四方 哲也
• 金额: $ 1.6万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 1995
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1995 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-07280213/
• 关键词: カタラーゼ; 熱安定性; ランダム伸長変異; アミノ酸配列空間; 疎水性; 非天然型タンパク質

現在のタンパク質の構造は進化の過程で、アミノ酸配列空間上の非常に狭い範囲を調べながらできてきたといえる。この意味でタンパク質は進化上の初期値と経路に強く依存した特殊なポリマーといえる。よって、現在のタンパク質だけを見て、そこにみられる共通性を構築原理としても、上述のタンパク質の特殊性によって、非天然型タンパク質のデザインなどに使える一般的なものにはならないのではなかろうか。こうした疑問の上にたち、我々の研究室ではBacillus stearothermophilus由来のカタラーゼ(735a.a.)にランダム点変異、およびランダム伸長変異(10ランダムアミノ酸をC末に付加)を導入した。そして、ランダムに変異型酵素を選び、いろいろ性質を調べてアミノ酸配列空間にマップし、その地形を描いてきた。得られた地形図には酵素が改悪された場合の情報も含まれているのでより一般的な構築原理に追れると考えている。そこで、今回は上述の伸長変異体69個すべてのアミノ酸配列を決定し、伸長部位のアミノ酸組成から得られるいくつかの性質の線形組み合わせで、速度論的熱安定性の変化をよく説明するパラメーターを発見することを試みた。これは配列空間上の地形が平らになるように軸を定めることに対応する。実際に用いたパラメーターは疎水性、分子量、電荷、ヘリックス性、β-シート構造やターンを形成する傾向、各アミノ酸がタンパク質の内部から外部へと移向するときの統計的自由エネルギー変化(ΔGi→o)である。重回帰分析の結果、熱安定性は疎水性に対して負の相関を持つ事がわかった。さらにほかの性質との線形結合では、あまり相関の有意度は上がらないことがわかった。このことは粗視化すればタンパク質の速度論的熱安定性は疎水性のみで予測できる可能性を示している。今後は、変異型カタラーゼの伸長変異や、まったくランダムなポリペプチドを合成してパラメータの予測力を調べる。

Now の タ ン パ ク で の は の structure evolution process, ア ミ ノ acid column space worthy の is very narrow い に van 囲 を adjustable べ な が ら で き て き た と い え る. こ の mean で タ ン パ ク の は evolution on early numerical と 経 road strong に く dependent し た special な ポ リ マ ー と い え る. よ っ て, now の タ ン パ ク qualitative だ け を て, そ こ に み ら れ る convergence を constructing principle と し て も, the above の タ ン パ ク qualitative particularity の に よ っ て, unnatural タ ン パ ク qualitative の デ ザ イ ン な ど に make え る general な も の に は な ら な い の で は な か ろ う か. こ う し た doubt on の に た ち, I 々 の laboratory で は Bacillus stearothermophilus origin の カ タ ラ ー ゼ (735 a. a.) に ラ ン ダ ム point - vision, お よ び ラ ン ダ ム elongation - vision (10 ラ ン ダ ム ア ミ ノ acid を に pay at the end of the C plus) を import し た. そ し て, ラ ン ダ ム に - enzyme を choose び, alien い ろ い ろ nature を adjustable べ て ア ミ ノ acid with column space に マ ッ プ し, そ の terrain を tracing い て き た. Have ら れ た terrain 図 に は enzyme が change 悪 さ れ た occasions の intelligence も containing ま れ て い る の で よ り な constructing principle of general に chase れ る と exam え て い る. は そ こ で, today back the の elongation 1-69 す べ て の ア ミ ノ acid with column を decided し, elongation part の ア ミ ノ acid composition か ら have ら れ る い く つ か の nature の linear group み close わ せ で, speed on the thermal stability of の variations change を よ く illustrate す る パ ラ メ ー タ ー を 発 see す る こ と を try み た. The <s:1> れ れ is arranged in a spatial layout with が parallel らになるように axis を fixed める とに とに とに against 応する. Be interstate に with い た パ ラ メ ー タ ー は 疎 water-based, molecular weight, electric charge, ヘ リ ッ ク ス, beta シ ー ト tectonic や タ ー ン を form す る tendency, various ア ミ ノ acid が タ ン パ ク qualitative の internal か ら external へ と move to す る と き の statistical free エ ネ ル ギ ー variations change (Δ Gi - o) で あ る. Returning to the 帰 analysis <e:1> results, the thermal stability is 疎 疎. The water-based に is related to the て negative <e:1> of the <s:1>. The を holds that がわ った った. The properties of さらにほ さらにほ さらにほ と と are related to the combination of で とがわ and あま った in terms of the degree of intent of <s:1> がらな とがわ とがわ とがわ った った. こ の こ と は coarse visualization す れ ば タ ン パ ク qualitative の speed on the thermal stability of は 疎 water-based の み で be で き を る possibility in し て い る. は, variations in future カ タ ラ ー ゼ の elongation - different や, ま っ た く ラ ン ダ ム な ポ リ ペ プ チ ド を synthetic し て パ ラ メ ー タ の to load を adjustable べ る.

项目成果

I.D.Prijambada et al: "Solubility of Artificial Proteins with Random Sequences" FEBS LETTERS. (in press). (1996)

I.D.Prijambada 等人：“具有随机序列的人工蛋白质的溶解度”FEBS 信件。