多孔性ガラスによるタンパク質の高次構造固定法の開発と2状態モデルの直接的検証

利用多孔玻璃开发蛋白质构象固定方法并直接验证二态模型

基本信息

批准号：
06780542
负责人：
柴山修哉
金额：
$ 0.58万
依托单位：
Jichi Medical 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：
1994
资助国家：
日本
起止时间：
1994 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-06780542/
关键词：
多孔性ガラスヘモグロビン 2状態モデル

项目摘要

〈多孔性ガラスでヘモグロビンを安定に封入する技術開発〉、Ellerbyら(1992 Science 255,1113.)によって報告されたゾル-ゲル法を改良して、ヒトのオキシ型あるいはデオキシ型ヘモグロビンを可逆的酸素脱着能を保持したまま透明な多孔性ガラスに(リン酸緩衝液を細孔に含む状態のまま)封入することに成功した。この様にして初期状態をオキシ型あるいはデオキシ型で封入したヘモグロビンの光吸収スペクトルを通常の溶液中のスペクトルと比較したところ、両スペクトル共完全な一致が得られた。〈機能測定の結果〉初期状態をデオキシ型で封入したヘモグロビンとオキシ型で封入したヘモグロビンの酸素平衡機能を比較すると、両者共協同性は消失しており、酸素親和性の値は約500倍異なっていた。また、この時観測された酸素平衡定数は、通常のヘモグロビンに対する1個目及び4個目の酸素平衡定数とほぼ一致していたので、ヘモグロビン分子は封入時の高次構造を保持したまま安定な状態で多孔性ガラス中に存在し、リガンド脱着に伴う機能変化はほぼ完全に抑えられていることが結論された。〈構造測定の結果〉デオキシヘモグロビンの光吸収スペクトルはタンパク質の高次構造変化に伴い変化することが過去の研究から知られている。そこで、初期状態をオキシ型で多孔性ガラス中に封入した試料とデオキシ型で封入した試料のデオキシスペクトルを比較してみたところ、両者の差スペクトルは過去に報告されたデオキシRとデオキシTの差スペクトルに大きさ、形が一致した。〈まとめ〉本研究の結果は、2状態モデルの基本仮定の一つとなる4次構造と機能の一対一の関係を支持するとともに、タンパク質の構造と機能の関係を調べる新しい手法としてゾル・ゲル法が使えることを示唆している。

<将血红蛋白稳定地封装在多孔玻璃中的技术的开发> Ellerby等人报道的溶胶-凝胶法我们成功地将其封装在透明多孔玻璃中（孔中仍含有磷酸盐缓冲剂），同时保留了其解吸能力。当将初始状态下以氧或脱氧形式封装的血红蛋白的光吸收光谱与正常溶液中的光谱进行比较时，发现两种光谱完全一致。 <功能测量结果> 比较初始状态下以脱氧形式封装的血红蛋白和以氧形式封装的血红蛋白的氧平衡功能，两者的协同性已经消失，氧亲和力值相差约500倍。曾是。另外，此时观察到的氧平衡常数与正常血红蛋白的第一和第四氧平衡常数几乎相同，因此血红蛋白分子在被封装时保持稳定的同时保留了高阶结构，由此得出功能变化的结论。与配体解吸相关的几乎完全被抑制。 <结构测量的结果> 从过去的研究中得知，脱氧血红蛋白的光学吸收光谱随着蛋白质的高级结构的变化而变化。因此，我们比较了以氧形式封装在多孔玻璃中的样品和在初始状态下以脱氧形式封装的样品的脱氧光谱，发现两者之间的差异光谱与之前报道的脱氧R之间的差异相似。和脱氧T的大小和形状与光谱相匹配。 <摘要>本研究结果支持了四级结构与功能的一一对应关系，这是二态模型的基本假设之一，也支持溶胶-凝胶法作为一种新的研究方法蛋白质结构和功能之间的关系表明它可以被使用。