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プロテインメモリーを利用した低温高機能酵素のデザイン

研究報告コード R040000074
掲載日 2007年5月18日
研究者
  • 田村 厚夫
研究者所属機関
  • 神戸大学大学院自然科学研究科
研究機関
  • 神戸大学
報告名称 プロテインメモリーを利用した低温高機能酵素のデザイン
報告概要 タンパク質は20種類のアミノ酸が特定の配列で結合したヒモ状物質であり、このヒモは自動的に折り畳まれ、特定の立体構造を形成した後、初めて機能する。つまり、配列と構造機能には1対1の相関がある。そこで、アミノ酸配列を人工設計して、「望みの構造機能を持ったタンパク質を、自由自在にデザインする」ことを最終目標として研究を行った。「望みの構造」として、タンパク質の基本構造単位である二次構造およびナノメートルスケールとなる集合体構造を、「望みの機能」として、タンパク質分解酵素の低温(0℃程度)での高機能化を取り上げた。反応を低温で効率良く行うことは、エネルギーを付加することなく反応が進行するため省エネルギーにつながり、また水溶媒系で副産物を生じないなど環境にもやさしい。
研究分野
  • 蛋白質・ペプチド一般
  • 分子構造
  • 核酸一般
  • 遺伝子の構造と化学
関連発表論文 (1) Hiroaki Sasakawa, Sosuke Yoshinaga, Shuichi Kojirna & Atsuo Tamura (2002) Structure of POIA1, a homologous protein to the propeptide of subtilisin: Implication for protein foldability and the function as an intramolecular chaperone. J. Mol. Biol. 317,159-167.
(2) Tomoko Nakagawa, Hirotaka Shimizu, Karl Link, Akiko Koide, Shohei Koide & Atsuo Tamura (2002) Calorimetric dissection of thermal unfolding of OspA, a predominantly β-sheet protein containing a single-layer β-sheet. J. Mol. Biol. 323,751-762.
(3) Masayuki Oda, Atsuo Tamura, Kenji Kanaori, Shuichi Kojima, Kin-ichiro Miura, Keiko Momma, Ben' ichiro Tonomura & Kazuyuki Akasaka (2002) Functional tolerance of Streptomyces subtilisin inhibitor toward conformational and stability changes caused by single-point mutations in the hydrophobic core. J. Biochem. 132,991-995.
(4) Wenzhen Jin, Ohki Kambara, Hiroaki Sasakawa, Atsuo Tamura, & Shoji Takada (2003) De novo design of foldable proteins with smooth folding funnel: Automated negative design and experimental verification. Structure 11,581-590.
(5) 田中修平,武井俊朗,小島修一,三浦謹一郎,田村厚夫,タンパク質 Pleurotus ostreatus proteinase A inhibitor 1 のアミロイド線維形成,第1回日本蛋白質科学会,大阪,2001年6月1-3日
(6) Shuhei Tanaka, Toshiaki Takei, Shuichi Kojima, Kinichiro Miura, & Atsuo Tamura. Formation of amyloid fibrils by Pleurotus ostereatus proteinase inhibitor 1, 15th Symposium of the Protein Society, Philadelphia, PA, USA, July 8-Aug. 1 (2001)
(7) 金 文珍,神原 大,田村厚夫,高田彰二,タンパク質の de novo デザイン -3 helix bundle の場合- (I) エネルギーランドスケープ理論による配列設計,第39回日本生物物理学会年会,大阪,2001年10月6-8日
(8) 神原 大,金 文珍,高田彰二,田村厚夫,タンパク質の de novo デザイン -3 helix bundle の場合- (II) 構造物性の実験的検証,第39回日本生物物理学会年会,大阪,2001年10月6-8日
(9) 森本さゆり,田村厚夫,相同タンパク質間の組合せ変換を利用した自己フォールディング必須部位の同定,日本蛋白質科学会第2回年会,名古屋,2002年6月13-15日
(10) 荒木望嗣,森本さゆり,田村厚夫,相同タンパク質間の組み合わせ変換で生じた立体構造の安定化機構,日本蛋白質科学会第2回年会名古屋,2002年6月13-15日
(11) 金 文珍,神原 大,笹川拡明,田村厚夫,高田彰二,タンパク質の de novo デザイン-自動ネガティブデザインと実験的検証-,日本蛋白質科学会第2回年会,名古屋,2002年6月13-15日
(12) 森本さゆり,田村厚夫,活性型 subtilisin 生成過程における propeptide 機能領域の同定,第40回日本生物物理学会,名古屋,2002年11月2-4日
(13) 田村厚夫,小型タンパク質の理論デザインと実験デザインの接点,国立遺伝学研究所研究会「人工タンパク質のデザインと実験室進化」,三島,2003年1月15日
(14) 米原久美子・田中修平・吉野健一・米澤一仁・田村厚夫,質量分析法によるアミロイド線維形成における構造単位の同定,第51回質量分析総合討論会,筑波,2003年5月14-16日
(15) 武井俊朗,小島修一,田中修平,田村厚夫,及川哲夫,矢崎和盛,三浦謹一郎,両親媒性α-らせん構造形成ポリペプチドの繊維状集合体,電子顕微鏡学会第59回学術講演会,札幌2003年6月7-9日
(16) 中川とも子・田村厚夫,β-hairpin ペプチドのデザイン:Single-layer β-sheet を基として,第3回日本蛋白質科学会年会,札幌,2003年6月23-25日
(17) 米原久美子,田中修平,吉野健一,米澤一仁,田村厚夫,質量分析を用いたアミロイド線維の最終形態を決定付ける中間体のキャラクタリゼーション,第3回日本蛋白質科学会年会,札幌,2003年6月23-25日
(18) 居郷哲央,田中修平,武井俊郎,小島修一,田村厚夫,タンパク質 Yeast proteinase B inhibitor 2 のアミロイド線維形成,第3回日本蛋白質科学会年会,札幌2003年6月23-25日
(19) 森本さゆり,田村厚夫,活性型 subtilisin 生成過程で propeptide の構造安定性が及ぼす影響,第3回日本蛋白質科学会年会,札幌2003年6月23-25日
(20) 武井俊朗,長谷川和也,難波啓一,田中修平,田村厚夫,及川哲夫,矢崎和盛,小島修一,三浦謹一郎,両親媒性らせん構造形成ポリペプチド繊維状集合体のX線繊維回折による構造解析,第3回日本蛋白質科学会年会,札幌,2003年6月23-25日
(21) 笹川拡明・中川とも子・岡本英嗣・田村厚夫,単層シートを基とした β-shcet 構造を持つペプチドのデザイン,第41回日本生物物理学会年会,新潟,2003年9月23-25日
研究制度
  • さきがけタイプ 「変換と制御」領域
研究報告資料
  • 田村 厚夫. プロテインメモリーを利用した低温高機能酵素のデザイン. 「さきがけタイプ」「変換と制御」領域 研究報告会講演要旨集(研究期間2000-2003),2003. p.71 - 80.

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