アミノ酸配列単純化法を用いた蛋白質のフォールディング・溶解度を定量的に調べる研究

利用氨基酸序列简化法定量研究蛋白质折叠和溶解度的研究

• 批准号: 16041247
• 负责人: 黒田 裕
• 金额: $ 7.1万
• 依托单位: Tokyo University of Agriculture and Technology
• 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: 2004
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2004 至 2005
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-16041247/
• 关键词: 蛋白質の折り畳み; 構造安定性; 熱測定; 溶解度; 蛋白質と水; シミュレーション

天然蛋白質の配列は、その立体構造を決定する視点から、「雑音」となる様々な情報を含む。そこで、我々は以前、仔牛膵臓トリプシン阻害蛋白質(BPTI)の構造及び活性を変えずに、雑音となる情報の冗長性を除いた単純化アミノ酸配列の作製が可能であると実験的に示した。「単純化配列」とは、構造安定性への寄与が小さい残基位置をスペーサー役のアラニンに置き換えた配列を示す。本研究課題では、単純化酸配列からなる蛋白質と天然配列から成る蛋白質の比較から、蛋白質の構造形成・構造安定性及び溶解性の分子機構を、定量的に解明することを目指して研究を進め、以下の成果を得た。1.配列を単純化した6種類のBPTI変異体(BPTI-[5,55],-21,-22,-26,-27)のDSC測定を行い、変生に伴うエンタルピー差(ΔH_<vH>及びΔH_<cal>)、エントロピー差(ΔS)、変性温度(Tm)と熱容量差(ΔCp)を求め、単純化配列からなる蛋白質の熱力学を初めて明らかにした(長岡技術大学・城所俊一博士と共同研究)。2.BPTI-21に2つの変異を導入したダブル変異体(BPTI-21/A14V・A38G)の安定性がBPTI-21より10℃以上高いことを明らかにした。現在、それぞれの単独変異の安定化への寄与を調べるため、BPTI-21/A14V及び-21/A38G(シングル変異体)を構築し、解析中である。3.蛋白質の溶解度を向上させる一般的な方法の開発。我々は、BPTI-22のN末及びC末に10残基程度の短い親水性配列を付加することで、溶解度が最大で5倍向上することを明らかにした。溶解度を向上させることで、従来の1/8の時間でNMR(HSQC)が測定可能になり、SN比、ピーク形態が共に改善された。この手法は、対象蛋白質の配列を変えないため、一般的な方法となることが期待される。(東京大学・桑島邦博博士との共同研究)

Natural protein alignment, three-dimensional structure of the decision point,"sound" and other information The structure and activity of BPTI protein were studied in this paper. The results showed that the purification of BPTI protein was possible due to the redundancy of BPTI information. "Simple purification and alignment": structural stability, structural stability, This research topic is to clarify the molecular structure, structural stability and solubility of proteins by comparing purified acid alignment with natural alignment, and to obtain the following results. 1. DSC measurement of six BPTI variants (BPTI-[5,55], -21, -22, -26, -27) purified from the alignment system was carried out in the middle of the production process, accompanied by the determination of the difference in temperature (Δ H_and Δ H_), the difference in thermal capacity (Δ Cp), and the purification of the alignment system.(Joint research by Dr. Shunichi Kiyosaki, Nagaoka University of Technology)<vH><cal>2. The stability of BPTI-21/A14V·A38G is higher than 10 ℃. At present, there are different types of stabilization systems in different parts of the world, such as BPTI-21/A14V and BPTI-21/A38G (different types). 3. Development of a general method for increasing protein solubility. The solubility of BPTI-22 was 5-fold higher than that of BPTI-22 at N and C residues. Solubility is improved by NMR (HSQC) at 1/8 of the time from now. The method of protein alignment is different, and the general method is different. (Joint research by Dr. Hiroshi Kuwashima, University of Tokyo)

项目成果

Structural and functional characterization of a mutant of Pseudocerastes persicus natriuretic peptide

白角拟角藻利钠肽突变体的结构和功能表征

• 发表时间: 2006
• 期刊: Protein and Peptide Letters 13(3)
• 作者: M.M.Elmi;M.Amininasab;T.Hondoh;J.Kikuchi;Y.Kuroda;H.Naderi-Manesh;M.N.Sarbolouki
• 通讯作者: M.N.Sarbolouki

生物物理ハンドブック(石渡信一、桂勲、桐野豊、美宅成樹 編)

生物物理学手册（石渡真一、桂功、桐野丰、三宅茂树编）

• 发表时间: 2006
• 作者: Chikayama E.;Kurotani A.;Kuroda Y.;Yokoyama S.;黒田裕
• 通讯作者: 黒田裕

Improvement of domain linker prediction by incorporating loop-length-dependent characteristics

• DOI: 10.1002/bip.20361
• 发表时间: 2006-01-01
• 期刊: BIOPOLYMERS
• 影响因子: 2.9
• 作者: Tanaka, T;Yokoyama, S;Kuroda, Y
• 通讯作者: Kuroda, Y

ProteoMix : an integrated and flexible system for interactively analyzing large numbers of protein sequences, Bioinformatic

ProteoMix：一个集成且灵活的系统，用于交互式分析大量蛋白质序列、生物信息学

• 发表时间: 2004
• 期刊: Bioinformatics 20
• 作者: Chikayama E.;Kurotani A.;Kuroda Y.;Yokoyama S.
• 通讯作者: Yokoyama S.

国立大学法人東京農工大学

国立大学法人东京农工大学

• 发表时间: 2005