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

• 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
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-04F04382/
• 关键词: ガスセンサー蛋白; 紫外共鳴ラマン; DOS蛋白; O_2センサー蛋白; ヘム蛋白質; 共鳴ラマン

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。

Molecular O_2, CO, NO の 気 body を 検 out し て そ れ を function parts に 伝 da し physiology を 発 swing す は る, biological environment が に namely 応 し て raw き て い く う え で very に な important things で あ る が, protein に よ る intelligence 検 out and び 伝 to の molecular institution は よ く points か ら ず, now の ト ッ プ テ ー マ と な っ て い る. This study で は, そ れ を uv resonance ラ マ ン method で protein molecular vibration の を 観 measuring し て interpret す る matter を purpose と す る. Material と し て は, coliform に あ っ て O_2 セ ン サ ー と し て 働 く Dos protein を take on り げ た. そ の セ ン サ ー ド メ イ ン の posthumous son 伝 を northeast most professor yuan research の water through か ら い た だ き, そ れ を coliform で 発 now さ せ た. Cultivate し た coliform よ り Dos protein を 単 from, refined す る method を に out to Northeastern University い い て learning by け, one で all be 験 を で き る よ う に な っ た. Refined し た Dos の acidification form, also yuan form of protein, CO combination form の 244 and 229 nm び の wound up の resonance ラ マ ン ス ペ ク ト ル を high い シ グ ナ ル / ノ イ ズ で than る matter に success し た. Youdaoplaceholder0 とチロシ とチロシ とチロシ ラ ラ ラ バ バ ドが観 ドが観 measure された. セ ン サ ー ド メ イ ン に は 53 times と 110 times に 2 つ の ト リ プ ト フ ァ ン が あ り, 53 times を フ ェ ニ ル ア ラ ニ ン に replacement し た W53F and び 110 times を イ ソ ロ イ シ ン に replacement し た W110I ミ ュ ー タ ン ト を site specific ア ミ ノ acid displacement method で but 伝 sub engineering に つ く り out し た. Acidification form と yuan also form の ネ イ テ ィ ブ molecular の poor ス ペ ク ト ル は, W110I で は reappearance さ れ た が W53F で は reappearance さ れ ず, difference ピ ー ク は no か っ た. こ の matter は ヘ ム iron objects の acidification に よ り 53 times ト リ プ ト フ ァ ン が structure - the を が す things in Ming ら か と な っ た. Today back は Dos protein の セ ン サ ー ド メ イ ン の み を adjustable べ た が, の ス テ ッ プ で は span の Dos protein を 発 now さ せ, そ れ に same の be 験 で ヘ ム iron objects の acidification is yuan に よ る protein part の structure - the uv resonance を ラ マ ン method で adjustable べ て い く designated で あ る. The practical experience is in the order of に to enter み, and the paper is submitted to を. The book is finally わって and る.