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生命活動のプログラム 安定同位体利用NMR法の高度化と構造生物学への応用

研究報告コード R990004210
掲載日 2001年2月6日
  • 甲斐荘 正恒
  • 東京都立大学大学院理学研究科
  • 東京都立大学大学院理学研究科
報告名称 生命活動のプログラム 安定同位体利用NMR法の高度化と構造生物学への応用
報告概要 今後、生物科学研究の中心は、”遺伝情報”の蓄積から”遺伝子産物”、つまり蛋白質の系統的・網羅的研究へと移行していくと考えられる。過去数年間における蛋白質の立体構造情報は急速に増加しているものの、遺伝情報の蓄積速度と比べるとその速度は極めて遅い。このために、蛋白質の持つ多様な生物機能を立体構造を基盤として解明する”構造生物学”の発展が阻害され、ひいては医薬品開発を初めとする新しい生物化学応用技術の発展をも妨げる要因となっている。蛋白質の立体構造を、如何に迅速に、効率よく、しかも精密に決定する技術を開発するかは、応用技術の開発にとって重大な意味を持つ。本研究課題においては、X線解析技術と並び、構造生物学の中心的実験技術となりつつあるNMR(核磁気共鳴)法を、”安定同位体利用技術”の高度化を通じて、抜本的に改良することを目標とした。安定的同位体標識技術として我々の目標とする究極の手法が確立するならば、最新のNMR測定技術と組み合わせ、あるいはこれらの標識体の利点を活かした新たな測定手法を開発することにより、構造生物学への応用に最適な安定同位体利用NMR技術を生み出すことができる。
  • 核酸一般
  • 放射線医学一般
  • 分子構造
  • 生物科学研究法一般
  • 有機物質の物理分析一般
関連発表論文 (1)「スピン緩和にもとづくNMRによる蛋白質の内部運動解析」 楯真一、甲斐荘正恒、分光研究、47、3-18(1998).(原著論文)
(2)“Differential Isotope Labeling Strategy for Determining the Structure of Myristoylated Recoverin by NMR Spectroscopy”, T. Tanaka, J.B. Ames, M. Kainosho, L. Stryer, and M. Ikura, J. Biomol. NMR, 11, 135-152 (1998).
(3)“Stereospecific Assignment of H5′ and H5′′ in a (5′R)-/(5′S)-Deuterium Labeled DNA Decamer for 3JHH Determination and Unambiguous NOE Assignments”, C. Kojima, E. Kawashima, K. Toyama, K. Ohshima, Y. Ishido, M. Kainosho, and Y. Kyogoku, J. Biol. NMR, 11, 103-109 (1998).
(4)“Dual Amino Acid-selective and Site-directed Stable-isotope Labeling of the Human c-HaRas Protein by Cell-free Synthesis”, T. Yabuki, T. Kigawa, N. Dohmae, K. Takio, T. Terada, Y. Ito, E.D. Laue, J.A. Cooper, M. Kainosho, Y. Yokoyama, J. Biomol. NMR, 11, 295-306 (1998).
(5)“Measurement of Deoxyribose 3JHH Scalar Coupling Reveals Protein Binding-Induced Changes in the Sugar Puckers of the DNA”, T. Szyperski, C. Fernandez, A. Ono, M. Kainosho, and K. Wuethrich, J. Amer. Chem. Soc. 120, 821-822 (1998).
(6)“NMR with 13C/15N Doubly Labeled DNA: the Antennapedia Homeodomain Complexed with a 14mer DNA duplex”, C. Fernandez, T. Szyperski, H. Iwai, A. Ono, S. Tate, M. Kainosho, K. Wuethrich, J. Biomol. NMR, 12, 25-37 (1998).
(7)“Collision Induced Spectra Obtained by Fourier Transform Ion Cyclotoron Resonance Mass Spectrometry Using a 13C, 15N-Doubly Depleted Protein”, S. Akashi, K. Takio, H. Matsui, S. Tate, and M. Kainosho, Anal. Chem. 70, 3333-3336 (1998).
(8)“Systematic Synthesis of Specifically 13C/2H-Labeled Nucleosides from [ul-13C6]-D-Glucose”, A.M. Ono, T. Shiina, A. Ono, and M. Kainosho, Tetrahedron Lett., 39, 2793-2796 (1998).
(9)“Synthesis of [5′-2H1]-Nucleosides with Defined (5′S)/(5′R)-Ratios”, Y. Oogo, A.M. Ono, A. Ono, and M. Kainosho, Tetrahedron Lett., 39, 2873-2876 (1998).
(10)“Determination of Peptide φ Angles in Solids by Relayed Anisotropy Correlation NMR”, Y. Ishii, K. Hirao, T. Terao, T. Terauchi, M. Oba, K. Nishiyama, and M. Kainosho, Solid State Nucl. Magn. Reson., 11, 169-175 (1998).
(11)“NMR Structure of the Streptomyces Metalloproteinase Inhibitor, SMPI, Isolated from Streptomyces nigrescens TK-23: Another Example of an Ancestral β γ-Crystallin Precursor Structure”, A. Ohno, S. Tate, S.S. Seeram, K. Hiraga, M.B. Swindells, K. Oda, and M. Kainosho, J. Mol. Biol., 282, 421-433 (1998).
(12)“Elucidation of the Mode of Interaction of Thermolysin with aProteinaceous Metalloproteinase Inhibitor, SMPI, Based on a Model Complex Strucrture and a Structural Dynamics Analysis”, S. Tate, A. Ohno, S.S. Seeram, K. Hiraga K. Oda, and M. Kainosho, J. Mol. Biol., 282, 435-446 (1998).
(13)“NMR structure of the Histidine Kinase Domain of the Eschercchia coli Osmosensor EnvZ”, T. Tanaka, S.K. Saha, C. Tomonori, R. Ishima, D. Liu, K.I. Tong, H. Park, R. Dutte, L. Qin, M.B. Swindells, T. Yamazaki, A.M. Ono, M. Kainosho, M. Inouye, and M. Ikura, Nature, 396, 89-92 (1998).
(14)“NMR Scalar Coupling Across Watson-Crick Base Pair Hydrogen Bonds in DNA Observed by TROSY”, K. Pervushin, A. Ono, C. Fernandez, T. Szyperski, M. Kainosho, and K. Wuethrich, Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 95, 14147-14151 (1998).
(15)“DNA Duplex Dynamics: NMR Relaxation Studies of a Decamer wit Uniformly 13C-labeled Purine Nucleotides, C. Kojima, A. Ono, M. Kainosho, and T.L. James, J. Mag. Res., 135, 310-330 (1998).
  • 戦略的基礎研究推進事業、研究領域「生命活動のプログラム」研究代表者 甲斐荘 正恒(東京都立大学大学院理学研究所)/科学技術振興事業団
  • 甲斐荘 正恒. 生命活動のプログラム 安定同位体利用NMR法の高度化と構造生物学への応用. 戦略的基礎研究推進事業 平成10年度 研究年報,1999. p.72 - 76.