安定性指標に基づく蛋白質立体構造予測法の確立

基于稳定性指标的蛋白质结构预测方法的建立

• 批准号: 13208015
• 负责人: 油谷 克英
• 金额: $ 4.29万
• 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 (C)
• 财政年份: 2001
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2001 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13208015/
• 关键词: 立体構造予測; アミノ酸置換; 立体構造の安定性; X線結晶構造解析; 熱測定; 安定性・構造相関; モデリング

アミノ酸配列に書かれているタンパク質立体構造・機能に関する情報を解読することは今日のライフサイエンス研究における最も重要な課題の一つである。アミノ酸配列から立体構造を予測する有力な方法として、3D-1D法と呼ばれる方法がある。この方法では1次元の配列(1D)ととりうる3次元の立体構造(3D)との適合性を評価するが、その予測構造の適合評価の基礎となる現有の「評価関数」は、経験的なもので精度の高いものではない。私達は、ヒトリゾチームをモデル物質として選び、全構造特性を網羅した変異型を作製し、変異に伴う構造変化と安定性変化のデータを集積し、「安定性/構造」データーベースを構築しつつある。本研究課題では、これまでの結果に加え、分子表面残基の系統的な変異型データを蓄積し、立体構造特性と各残基の安定性の寄与を示す「安定性/構造」関数を完成させることを目的とする。今年度は、残された構造特性でのヒトリゾチーム変異型を作成し、安定性変化を示差走査熱量計で構造変化をX線結晶構造解析でデータを蓄積する。具体的には、分子表面のβ構造、ループ、そしてαヘリックスと違った二次構造上の部位(それぞれ2,74,110位)で一連の親水性残基変異型(VをS, Y, D, N, Rに置換)を作製し、DSCで変異による安定性の変化、X線結晶構造解析で変異による構造変化を詳細に調べた。その結果、分子表面での蛋白質-水分子間水素結合は1.5kJ/mol安定化に寄与しており、水分子のエントロピー損失は1.2kJ/molになることが分かった。これは、水和構造が安定化に寄与する因子の一つであることを示している。また、更に、これまでに得られた「安定性/構造」変化の相関パラメータが、モデリングされた蛋白質の評価に役立つかどうかを確かめた。それらがモデル構造の評価に役立つことが分かつた。

The most important topic in the field of acid alignment is the understanding of information related to qualitative three-dimensional structure and function. The 3D-1D method and the 3D-1D method are used to predict the structure of the structure. This method is based on the evaluation of the suitability of the three-dimensional structure (3D) and the prediction of the structure. In addition, the stability of the structure of the structure. The results of this research project are as follows: (1) the accumulation of heteromorphic residues on molecular surface,(2) the stability of each residue and (3) the relationship between stability and structure. This year, the structural characteristics of the residual phase change, stability change, differential scanning calorimeter, structural change, X-ray crystal structure analysis, data accumulation. Specifically, a series of hydrophilic residue variants (V S, Y, D, N, R are substituted) at positions (2,74,110 positions) on the beta structure, R-P, and S-R secondary structure of the molecular surface, as well as changes in stability due to differences in DSC and structural changes due to differences in X-ray crystal structure analysis are adjusted in detail. As a result, protein-water binding between molecules on the surface of the molecule is 1.5kJ/mol, and water loss is 1.2kJ/mol. The water and structure are stable factors. The stability/structure of the protein was changed and the correlation between the stability/structure and the protein evaluation was determined. A review of the structure of the structure is carried out.

项目成果

Y.Yamagata, K.Yutani, et al.: "Entropic Stabilization of the Tryptophan Synthase α-Subunit from a Hyperthermophile, Pyrococcus furiosus : X-ray Analysis and Calorimetry"J. Biol. Chem. 276. 11062-11071 (2001)

Y. Yamagata、K. Yutani 等人：“来自超嗜热菌的色氨酸合酶 α-亚基的熵稳定：X 射线分析和量热法”J. Biol。 276. 11062-11071 (2001)

K.Ogasahara, K.Yutani, et al.: "Thermal stability of Pyrrolidone Carboxyl Peptidases from Hyperthermophilic Archaeon, Pyrococcus furiosus"Eur. J. Biochemistry. 268. 3233-3242 (2001)

K.Ogasahara、K.Yutani 等人：“来自超嗜热古菌、强烈火球菌的吡咯烷酮羧基肽酶的热稳定性”Eur。

K.Takano, Y.Yamagata, K.Yutani: "Contribution of Polar Groups in the Interior of a Protein to the Conformational Stability"Biochemistry. 40. 4853-4858 (2001)

K.Takano、Y.Yamagata、K.Yutani：“蛋白质内部极性基团对构象稳定性的贡献”生物化学。

K.Takano, Y.Yamagata, K.Yutani: "Role of Non-glycine Residues in Left-handed Helical Conformation for the Conformational Stability of Human Lysozyme"Proteins. 44. 233-243 (2001)

K.Takano、Y.Yamagata、K.Yutani：“左手螺旋构象中非甘氨酸残基对人溶菌酶构象稳定性的作用”蛋白质。

J.K.Kaushik, K.Ogasahara K.Yutani: "The unusually slow relaxation kinetics of the folding-unfolding of pyrrolidone carboxyl peptidase from a hyperthermophile, Pyrococcus furiosus"J. Mol. Biol.. 316. 991-1003 (2002)

J.K.Kaushik、K.Ogasahara K.Yutani：“来自超嗜热菌激烈火球菌的吡咯烷酮羧基肽酶折叠-展开的异常缓慢的松弛动力学”J.