蛋白質の分子内キャビティーとゆらぎ発現機構の研究

蛋白质分子内空腔及波动表达机制研究

• 批准号: 10157216
• 负责人: 月向 邦彦
• 金额: $ 1.28万
• 依托单位: Hiroshima University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
• 财政年份: 1998
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1998 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-10157216/
• 关键词: 蛋白質; 分子内キャビティー; ゆらぎ発現機構; 圧縮率

大腸菌ジヒドロ葉酸還元酵素(DHFR)をモデル蛋白質として、その部分比容(v)と断熱圧縮率(β_s)に及ぼす構造因子を詳細に解析し、ゆらぎの視点から立体構造構築原理を考察した。DHFRのvとβ_sの温度依存性は他の球状蛋白質に比べて2〜3倍大きく、CDや蛍光スペクトルの温度依存性と相関が見られた。このことは、DHFRは天然状態においてすでにモルテングロビュール状態にあり、そのキャビティーは温度の上昇により容易に膨張することを示している(論文投稿中)。天然状態のDHFRと各種リガンド複合体のβ_sはX線構造から得られたキャビティー量と良い相関があり、キャビティーがゆらぎの発現に重要な役割を演じていることがわかった(論文作成中)。3つのフレキシブルループに位置するGly67,Gly121,Ala145を種々のアミノ酸に置換したところ、vとβ_sは大きく変化することを見出した。67位変異体G67A,G67V,G67LのX線構造解析の結果、67位のループの温度因子が変化するだけでなく、他のループの温度因子も変化しており、分子内キャビティーの数・体積も圧縮率変化に対応して変化することがわかった(論文作成中)。これらの結果は、僅かの熱エネルギーやリガンド結合、アミノ酸置換による局所構造の違いが、分子全体の構造のゆらぎに影響を及ぼしていること、また、分子内キャビティーが構造のゆらぎに重要な役割を演じていることを示している。このことから、圧縮率は蛋白質の立体構造を敏感に反映しており、圧縮率データとX線構造解析やアミノ酸置換などの微視的解析手段とを併用することにより、立体構造構築原理やゆらぎの発現機構の解明に有用な情報が得られることがわかった。

E. coli folate reducing enzyme (DHFR) is responsible for protein, partial specific volume (v), thermal shrinkage (β_s) and structural factors. The temperature dependence of DHFR on β_s is 2~3 times larger than that of other globular proteins, and the temperature dependence of CD and β_s is also observed. The DHFR is in its natural state and is prone to expansion due to temperature rise (paper submission) The β_s of DHFR in natural state and the β_s of various kinds of complex in X-ray structure are important for the development of DHFR (paper in preparation). 3. Gly 67, Gly 121, Ala 145 are the positions of acid substitution and beta substitution. X-ray structural analysis results of 67-bit variant G67A, G67V, G67L, temperature factor of 67-bit variant G67A, G67V, G67L, temperature factor of other variant G67A, G67V, G67L, temperature factor of 67-bit variant G67A, G67V, G67L, temperature factor of other variant G67A, G67V, G67L, temperature factor of 67-bit variant G67A, G67V, G67L, temperature factor of other variant G67A, temperature factor of other variant G67V, temperature factor of intramolecular variant G67A, temperature factor of volume variant G67V, temperature factor of other variant G67L, temperature factor of intramolecular variant G67A, temperature factor of other variant G67V, temperature factor of other variant G67-bit variant G67L, temperature factor of other variant G67-bit variant G67V, temperature factor of other variant G67-bit These results show that the combination of thermal energy and oxygen, the violation of local structure due to the replacement of amino acids, and the change in the structure of the entire molecule are all affected. In addition, intramolecular clearance plays an important role in the change of structure. The analysis method of X-ray structure analysis, acid substitution and Weishi app can be used together to obtain useful information for the analysis of three-dimensional structure construction principle and discovery mechanism.

项目成果

Eiji Ohmae: "Nonadbitive effects of double mutations at the tlexible loops,glycine-67 and glycine-121,of Escherichia coli dikydrofolate reductase on its stability and function" J.Biochem.123. 33-41 (1998)

Eiji Ohmae：“大肠杆菌二氢叶酸还原酶柔性环甘氨酸 67 和甘氨酸 121 的双突变对其稳定性和功能的非被动影响”J.Biochem.123。

月向邦彦: "熱分析ハンドブック" 丸善, 1 (1998)

月又国彦：《热分析手册》丸善，1 (1998)

Kunihiko Gekko: "The Encyclopedia of Molecular Biology" Wiley(印刷中), (1999)

Kunihiko Gekko：“分子生物学百科全书”Wiley（印刷中），（1999）

Eiji Ohmae: "Effects of point mutation at a flexible loop Alanine-145 of Escherichia coli dihydrofelate reductase on the stability and function" J.Biochem.123. 839-846 (1998)

Eiji Ohmae：“大肠杆菌二氢非铁酸还原酶柔性环丙氨酸 145 点突变对稳定性和功能的影响”J.Biochem.123。

Kunihiko Gekko: "Compressibility and volume changes of lysozyme due to inhibitor binding" Chem.Lett.839-840 (1998)

Kunihiko Gekko：“由于抑制剂结合而导致溶菌酶的压缩性和体积变化”Chem.Lett.839-840 (1998)