蛋白質フォールディングの律速のメカニズム

蛋白质折叠的限速机制

• 批准号: 18031043
• 负责人: 油谷 克英
• 金额: $ 4.48万
• 依托单位: The Institute of Physical and Chemical Research
• 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: 2006
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2006 至 2007
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-18031043/
• 关键词: 超好熱菌; ピロリドンカルボキシペプチダーゼ; DSC; NMR; foldingの律速; 熱安定性; CutA1; 蛋白質の変性状態; フォールディングの律速; 蛋白質のフォールディング; 蛋白質の安定性; ピロリドンカルボキシペプチダーセ; リアルタイム観察; アミノ酸置換

超好熱菌Pyrococcus furiosus由来のピロリドンカルボキシペプチダーゼ(PCP))とP.horikoshii由来のCutA1(PhCutA1)の二種類の蛋白質を用いて、表記課題に取り組んだ。(I)PCPのrefolding速度の異常に遅い反応特性を利用すると、生理的条件下で平衡にあるD状態の構造が解明できる。このD状態のどのような構造的因子が鍵となって、foldingの律速となっているかを明らかにすることが本研究の目的である。明らかになった主な結果は(1)NMRのH/D交換実験から、D状態において異常に交換速度の遅い領域があり、その領域は天然構造のα6-helixに対応して、D状態でその部分が構造を取っていることを、野生型とそのα6ヘリックス(S188〜E205)の中間付近のAla199でのPro変異型とを比較することによって明らかにした。更に、ペプチドを用いたNMR研究から、D状態で、既にα6ヘリックスを形成しているのは、そのペプチドの固有の高いヘリックス形成能に起因していることが分かった。(II)PhCutA1は、pH7での変性温度が148.5℃という極めて高い値を示す。至適生育温度95℃のPhCutA1の熱安定化の熱力学的基盤を明らかにするために、生育温度の異なる2種類のCutA1(至適温度が75と28℃のそれぞれT.thermophilus(TtCutA1)とO.sativa(イネ)(OsCutA1))を比較対照として、DSCによる熱変性、CDによる変性剤変性実験を行った。その結果、PhCutA1の異常に高い熱安定性は、エンタルピーとエントロピーの両者の減少に起因して、特に、エントロピーの減少は異常に多く含まれているイオン性残基に原因すると説明できた。

Two kinds of proteins from the origin of Pyrococcus furiosus (PCP) and P. horikoshii CutA1 (PhCutA1) were used in the study. (I) The abnormal state of PCP refolding velocity can be utilized, and the structure of equilibrium state D can be explained under physiological conditions. The purpose of this study is to study the factors of the structure of the D state. The main results are as follows: (1)NMR H/D exchange rate, D state, abnormal exchange rate, abnormal exchange rate, abnormal exchange In addition, NMR studies on the formation of α6-C6-C (II) PhCutA1, pH7, temperature of change from 148.5℃ to 148.5℃. The thermal stability of PhCutA1 up to 95℃ is based on the thermodynamic properties of T.thermophilus(TtCutA1) and O.sativa(OsCutA1). The results show that the abnormal high thermal stability of PhCutA1 can be explained by the reason of the abnormal decrease of PhCutA1, especially the abnormal decrease of PhCutA1.

项目成果

Structural fluctuations in the folded structure of PCP-OSH at the initialstaee of unfolding

PCP-OSH折叠结构在展开初始阶段的结构波动

• 发表时间: 2007
• 作者: Taro Umezaki;et. al.
• 通讯作者: et. al.

約150℃まで熱安定な超好熱菌由来のタンパク質

源自超嗜热菌的蛋白质，耐热温度高达约 150℃

• 发表时间: 2006
• 期刊: Bionics[バイオニクス] No.24
• 作者: 澤野雅英;油谷克英
• 通讯作者: 油谷克英

Thermodynamic basis for the stabiities of three CutAls from Pyrococcus horikoshil, Thermus thermophilus, and Oryza sativa, with unusually high denaturation temperatures

来自火球菌、嗜热栖热菌和稻的三种 CutAls 稳定性的热力学基础，具有异常高的变性温度

• 发表时间: 2008
• 期刊: Biochemistry 47
• 作者: Masahide Sawano;et. al.
• 通讯作者: et. al.

Hyper-thermostability of CutA1 protein, with a denaturation temperature of nearly 150℃

CutA1蛋白具有超热稳定性，变性温度接近150℃

• 发表时间: 2006
• 期刊: FEBS Letters 580
• 作者: Tanaka;T. et al.
• 通讯作者: T. et al.

Crystal structure of alanyl-tKNA synthetase editing domain homolog (PH0574) from a hyperthermophile, Pyrococcus horikoshii OT3 at 1.45 A resolution.

来自超嗜热菌 Pyrococcus horikoshii OT3 的丙氨酰-tKNA 合成酶编辑域同源物 (PH0574) 的晶体结构，分辨率为 1.45 A。

• 发表时间: 2006
• 期刊: Proteins 62
• 作者: Ishijima;J. et al.
• 通讯作者: J. et al.