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時間分解紫外共鳴ラマン分光法によるガスセンサーヘム蛋白の情報検出・伝達の構造化学的研究

使用时间分辨紫外共振拉曼光谱对气敏血红素蛋白信息检测和传输的结构化学研究

基本信息

批准号：
04F04382
负责人：
北川禎三
金额：
$ 1.54万
依托单位：
National Institutes of Natural Sciences Okazaki Research Facilities
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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

项目摘要

O_2、CO、NO等の気体分子を検出してそれを機能部位に伝達し生理機能を発揮する事は、生物が環境に即応して生きていくうえで非常に重要な事であるが、蛋白質による情報検出及び伝達の分子機構はよく分からず、現在のトップテーマとなっている。本研究では、それを紫外共鳴ラマン法で蛋白質の分子振動を観測して解明する事を目的とする。材料としては、大腸菌にあってO_2センサーとして働くDos蛋白を取り上げた。そのセンサードメインの遺伝子を東北大多元研の清水透教授からいただき、それを大腸菌で発現させた。培養した大腸菌よりDos蛋白を単離・精製する方法を東北大学に出向いて習い受け、一人で全実験をできるようになった。精製したDos蛋白の酸化形、還元形、CO結合形の244及び229nmの励起の共鳴ラマンスペクトルを高いシグナル/ノイズ比で得る事に成功した。トリプトファンとチロシンのラマンバンドが観測された。センサードメインには53番と110番に2つのトリプトファンがあり、53番をフェニルアラニンに置換したW53F及び110番をイソロイシンに置換したW110Iミュータントを部位特異的アミノ酸置換法で遺伝子工学的につくり出した。酸化形と還元形のネイティブ分子の差スペクトルは、W110Iでは再現されたがW53Fでは再現されず、差ピークは無かった。この事はヘム鉄の酸化により53番トリプトファンが構造変化を示す事が明らかとなった。今回はDos蛋白のセンサードメインのみを調べたが、次のステップでは全長のDos蛋白質を発現させ、それに同種の実験でヘム鉄の酸化還元による蛋白部分の構造変化を紫外共鳴ラマン法で調べていく予定である。実験は順調に進み、2報の論文を書き終わっている。

O_2, CO, NO, etc. are detected in functional sites, physiological functions, biological environments, biological environments, and molecular mechanisms that are very important for protein detection and expression. The purpose of this study is to detect molecular vibrations of proteins by ultraviolet resonance spectroscopy. Dos protein is the most important protein in the body. The discovery of E. coli by Tohoku University Multidimensional Research Institute Culture of Escherichia coli, isolation and purification of Dos protein, and preparation of Dos protein by Northeastern University The purification of Dos protein in acidic form, reduced form, CO binding form and excitation resonance at 244 and 229nm was successful. The most important thing is to improve the quality of the products. W53F and W110I are site-specific acid substitution methods used in electronic engineering. The difference between the acid form and the molecular form is W110I, W53F and W53F. This is the first time that the structure of the iron ore has been changed. In this paper, the structure of Dos protein was determined by UV resonance method, and the structure of Dos protein was determined by UV resonance. 2. The author of the paper, the author of the paper and the author of the paper, is interested in the study of the relationship between the two.