モジュール置換による新規金属蛋白質の分子設計

通过模块替换进行新型金属蛋白的分子设计

基本信息

批准号：
05858089
负责人：
石森浩一郎
金额：
$ 0.51万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
1993
资助国家：
日本
起止时间：
1993 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

蛋白質の立体構造の詳細な検討から、多くの蛋白質は、モジュールと呼ばれる構造的にほぼ独立した部分の集合体であることが明らかになってきている。しかし、そのモジュール構造と蛋白質全体の構造と機能との相関についての実験的研究はほとんど報告されていない。本研究では金属蛋白質のうち、モジュール構造をとることが知られているミオロビン、ヘモグロビンなどのグロビン蛋白質に注目し、そのモジュール置換により、新規な構造や機能の分子設計、とくに多量形成能と酸素親和性の制御について検討をおこなった。天然のミオロビンやヘモグロビンの単離鎖(alpha,beta)は単独では安定な多量体構造をとれないのに対し、2種のヘモグロビンの単離鎖を混合することによりalpha2beta2型の安定な四量体構造が形成される。立体構造とアミノ酸配列からモジュールF4がサブユニット会合に関与していることが示唆されており、実際、我々の従来の研究から天然のbeta鎖のモジュールF4をalpha鎖のものに置換したChimera-betaalphaグロビンは、天然のbeta鎖と特異的に結合し、Chimera-betaalpha2beta2型四量体が生成することを見いだしてきた。今回、これらモジュール置換蛋白質の機能を詳細に検討することにより、Chimera-betaalpha2beta2型四量体が生成する際には、天然での四量体形成時(alpha2beta2)と同様に、酸素親和性が低下することが確認でき、このことはモジュールF4は単に蛋白質を会合させるだけでなく、会合体の機能をも制御することが明かとなった。さらに、単量体でしか存在しないミオグロビンを多量化するため、ヘモグロビンのモジュールF4を含むモジュール置換ミオグロビン2種(Chimera-Mbalpha,Chimera-Mbbeta)を設計し、単離、生成することに成功した。現在、その会合特性と機能変化を検討している。

对蛋白质的三维结构的详细研究表明，许多蛋白质是一组几乎独立的部分，称为模块。但是，关于模块结构与整个蛋白质与功能的结构之间相关性的实验研究很少。这项研究的重点是绿色蛋白质，例如莫氏蛋白和血红蛋白，已知金属蛋白之间具有模块结构，并且通过更换模块，我们检查了新结构和功能的分子设计，尤其是高质量和氧气。。天然的米洛蛋白和血红蛋白（Alpha，beta）不能单独具有稳定的多重结构，但是通过混合两个血红蛋白隔离，alpha2beta2型稳定的四个量化。三维结构和氨基酸序列表明，模块F4参与了子单位会议，实际上，我们的传统研究是一种用alpha链的嵌合体 - 贝塔阿尔帕（Chimera-Betaalpha）已专门粘结到天然β链上，并发现嵌合体贝塔菲2Beta2产生了四个尸体。这次，通过详细检查这些模块替代蛋白的功能，产生了嵌合体 - 贝塔帕a2beta2型四型四倍体，就像四足体的自然形成（alpha2beta2）一样，氧气亲和力很明显。该模块F4不仅可以符合蛋白质，还可以控制会议的功能。此外，为了多量化，仅存在于单体中的myglobin，已成功设计了两种类型的模块替代myglobin（Chimera-Mbalpha，Chimera-Mbbeta），已成功设计了含有血红蛋白模块的模块。目前，我们正在考虑会议的特征和功能。