NMRによる蛋白質構造の協調的内部運動と機能制御相関解析

使用 NMR 进行蛋白质结构的协同内部运动和功能控制相关性分析

• 批准号: 20050022
• 负责人: 楯 真一
• 金额: $ 2.05万
• 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
• 财政年份: 2008
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2008 至 2009
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20050022/
• 关键词: 生物物理; 生体分子; 蛋白質; NMR; 酵素反応; スピン緩和; 安定同位体; 構造揺らぎ

本年度は,以下の研究成果を得た.1. DHFRループ変異体の内部運動性解析初年度に引き続いてG67A,G67V変異体の内部運動性の解析をすすめた.本年度は,野生体とG67V,G67A変異体により誘導される内部運動性変化の再現性を含めた実験精度の検証を行うと同時に,内部運動速度の分布を精密に解析した.その結果,活性変調が観測されたG67Vでは,内部運動速度は750sec^<-1>を中心に分布しているが,活性変化の小さいG67Aと野生体は500sec^<-1>を中心とした速度分布を持っている.また,揺らぎを持つ構造部も,G67VはG67Aおよび野生体と異なっていることが分かった.構造揺らぎの速度・構造上の分布の違いが活性変調と関係することが示唆された.2. ストップドフローを用いたDHFR変異体の反応速度変化G67V変異体のkcatの低下がどのような反応ステップの変調によるかを解析した.その結果,hydride transfer速度は約20%低下していることが分かった,観測されたkcat変化の全てがhydride transfer過程の低下により説明されるものではないが,構造揺らぎの変化がhydride transfer過程にも影響を与えることを明らかにした.

今年，我们获得了以下研究结果1。第一年后，DHFR回路突变体的内部运动分析，我们提出了对G67A和G67V突变体的内部运动性的分析。今年，我们验证了实验精度，包括野生体和G67V和G67A突变体引起的内部运动变化的可重复性，同时，我们准确地分析了内部运动速度的分布。结果，在观察到主动调制的G67V中，内部运动速度主要分布在750秒^<-1>>，但最小的活性会改变G67A，而野生体的速度分布为500 sec^<-1>。还发现，G67V与G67a和野生体的不同，在结构性部分有波动。有人提出，结构波动的速度和结构分布的差异与主动调制有关2。我们使用停止流量分析了DHFR突变体的反应速率变化，以确定由于反应步骤的调节，G67V突变体中KCAT的降低。我们发现氢化物转移率降低了约20％。尽管并非所有观察到的KCAT变化都通过氢化物转移过程的减少来解释，但我们揭示了结构波动的变化也会影响氢化物转移过程。

项目成果

Protein adaptation to high-pressure environments. in Protein Adaptation in Extremophiles., in : Protein Adaptation in Extremophiles. Molecular Anatomy and Physiology of proteins series (Eds. Thomas, T. and Siddiqui, K. S.)

蛋白质适应高压环境。

• 发表时间: 2008
• 作者: C. Kato;T. Sato;F. Abe;E. Ohmae;H. Tamegai;K. Nakasone;K. Siddiqui;and T. Thomas
• 通讯作者: and T. Thomas

Protein structural dynamics and function relationships revealed by NMR spectroscopy

核磁共振波谱揭示蛋白质结构动力学和功能关系

• 发表时间: 2009
• 作者: Tokutsu;R.;Iwai;M. and Minagawa;J.;石川直子;Shin-ichi Tate
• 通讯作者: Shin-ichi Tate

酸化LDL受容体蛋白質LOX-1の構造機能特性と本来の役割

氧化型LDL受体蛋白LOX-1的结构功能特征及原始作用

• 发表时间: 2009
• 作者: 西脇匡崇;山根慶典;白旗崇;宮本久一;御崎洋二;楯真一
• 通讯作者: 楯真一

異方性核スピン相互作用を利用する新規NMR技術による超高分子量タンパク質の分子形態観測

使用利用各向异性核自旋相互作用的新 NMR 技术观察超高分子量蛋白质的分子形态

• 发表时间: 2008
• 作者: T.Matsuo;K.Onai;K.Okamoto;J.Minagawa;M.Ishiura;井上和秀;楯真一
• 通讯作者: 楯真一

Ligand-induced protein structural changed revealed by orientation induced TROSY shift changes

方向诱导的 TROSY 位移变化揭示了配体诱导的蛋白质结构变化

• 发表时间: 2009
• 作者: Yocihi Sekita;Masayo Kagami;Daisuke Endo;Ryuichi Ono;Takashi Kohda;Tsutomo Ogata;Tomoko Kaneko-Ishino and Fumitoshi Ishino;Shin-ichi Tate
• 通讯作者: Shin-ichi Tate