加速進化型ガレクチンの分子進化メカニズムの解析とタンパク質分子設計法への応用

加速半乳糖凝集素分子进化机制分析及其在蛋白质分子设计方法中的应用

• 批准号: 06J05155
• 负责人: 今野 歩
• 金额: $ 1.22万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 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/grant/KAKENHI-PROJECT-06J05155/
• 关键词: タンパク質工学; 分子進化; 加速進化; レクチン; ガレクチン

1年目までに作成していた祖先型Congerin(Con-anc)を鋳型として、一部の配列を現存するタンパク質の配列に置換した変異体をターゲットとする残基ごとに作成した。この変異体の性質を調べることにより、どの配列が現存するタンパク質のどのような機能に関与しているかを明らかにすることができた。このような方法を「分子進化トレース法」として学会発表した。同様の手法は分子進化自体の研究ではいくつか報告があるが、「タンパク質の構造活性相関のツール」として用いた例はあまりない。一方、共同研究よりCon-ancのX線構造解析が成功し、Con-ancが特別なフォールド様式(ストランド-スワップ構造)をとっていることが明らかになった。Con-ancの糖結合能や構造安定性がストランド-スワップ構造をとっていないConIIとほぼ同程度であったため、ストランド-スワップの機能は未だ不明であった。そこで、近年DNA配列が明らかになった8つの魚類ガレクチンを祖先型Congerinの配列予測の計算に加え、新しい祖先型CongerinをCon-ancNとして作成した。Con-ancNはX線構造解析から、ストランド-スワップ構造をとっていないことが明らかになった。一方、Con-ancNの糖結合能はConIIやCon-ancと同程度だったにも関わらず、アポトーシス誘導活性は著しく低かった。アポトーシス誘導活性には二量体を作ることが必須であるとの報告があるので、Con-ancNでは二量体構造の安定性が低くなっていることが示唆された。このことからストランド-スワップ構造は、全体の構造安定性よりもむしろ、二量体構造の安定化に寄与していることが示唆された。以上のような、祖先型タンパク質の復元とそれに続く分子進化トレース法をまとめて、「分子進化史再構築」と名付け、この成果を博士論文としてまとめた。このような方法はタンパク質分子設計法への応用という意味でも十分に応用可能であり、祖先型タンパク質の復元を元にした「タンパク質分子設計法の新領域」を提示しうる可能性を秘めていると考えている。

1 year old Congerin(Con-anc) The nature of this variant is regulated by the following: The method of molecular evolution and the method of molecular evolution The same method is used in the study of molecular evolution itself. The X-ray structure analysis of Con-anc has been successfully carried out by a party and a joint research team. Con-anc has been successfully analyzed by a special formula. Con-anc sugar binding energy structure stability, structure stability, con-anc sugar binding energy structure stability, con-anc sugar binding energy, con-anc sugar binding energy structure stability, con-anc sugar binding energy structure stability, con-anc sugar binding energy con- In recent years, the DNA alignment of fish has been improved. The calculation of the alignment prediction of ancestral Congerin has been added. The new ancestral Congerin has been established. Con-ancN X-ray structure analysis, the structure of the first two, the first two, the second three, the third three, the fourth four, the fourth, the fourth, the fourth The sugar binding activity of the two groups was lower than that of the other groups. The stability of the two-dimensional structure is low. The structural stability of the whole structure is very important, and the stability of the binary structure is very important. The results of the above research are as follows: The method of molecular design is very useful. The ancestral molecular design is very useful. The new field of molecular design is suggested.

项目成果

Reconstruction of ancestral conger eel galectins have revealed their molecular diversification process by accelerated evolution

祖先海鳗半乳糖凝集素的重建揭示了其通过加速进化的分子多样化过程

• 发表时间: 2006
• 期刊: Peptide Science 2006
• 作者: Hasegawa H.;Jiang X.;Tada R.;長谷川 精;長谷川 精;長谷川 精;長谷川 精;沓掛 健太朗;Kentaro Kutsukake;Kentaro Kutsukake;沓掛 健太朗;沓掛 健太朗;沓掛 健太朗;沓掛 健太朗;Ayumu Konno;Ayumu Konno
• 通讯作者: Ayumu Konno

分子進化トレース法による魚類ガレクチンの糖鎖認識能に関わる構造要素の解析

分子进化追踪法分析鱼类半乳糖凝集素碳水化合物识别能力相关结构元件

• 发表时间: 2007
• 作者: Hasegawa H.;Jiang X.;Tada R.;長谷川 精;長谷川 精;長谷川 精;長谷川 精;沓掛 健太朗;Kentaro Kutsukake;Kentaro Kutsukake;沓掛 健太朗;沓掛 健太朗;沓掛 健太朗;沓掛 健太朗;Ayumu Konno;Ayumu Konno;今野 歩;今野 歩
• 通讯作者: 今野 歩

祖先型タンパク質による機能解析:加速進化型アナゴ ガレクチンを例として

使用祖先蛋白质的功能分析：加速进化型海鳗半乳糖凝集素的例子

• 发表时间: 2007
• 作者: Hasegawa H.;Jiang X.;Tada R.;長谷川 精;長谷川 精;長谷川 精;長谷川 精;沓掛 健太朗;Kentaro Kutsukake;Kentaro Kutsukake;沓掛 健太朗;沓掛 健太朗;沓掛 健太朗;沓掛 健太朗;Ayumu Konno;Ayumu Konno;今野 歩;今野 歩;今野 歩
• 通讯作者: 今野 歩

魚類ガレクチンはどのように進化してきたのか?:祖先型タンパク質の復元解析から

鱼类半乳糖凝集素是如何进化的？：来自祖先蛋白质的重建分析

• 发表时间: 2007
• 作者: Hasegawa H.;Jiang X.;Tada R.;長谷川 精;長谷川 精;長谷川 精;長谷川 精;沓掛 健太朗;Kentaro Kutsukake;Kentaro Kutsukake;沓掛 健太朗;沓掛 健太朗;沓掛 健太朗;沓掛 健太朗;Ayumu Konno;Ayumu Konno;今野 歩
• 通讯作者: 今野 歩

Reconstruction of a probable ancestral form of conger eel galectins revealed their rapid adaptive evolution process for specific carbohydrate recognition

• DOI: 10.1093/molbev/msm185
• 发表时间: 2007-11-01
• 期刊: MOLECULAR BIOLOGY AND EVOLUTION
• 影响因子: 10.7
• 作者: Konno, Ayumu;Ogawa, Tomohisa;Muramoto, Koji
• 通讯作者: Muramoto, Koji