【研究領域課題番号】21K18841 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

タンパク質 / 酵素 / 活性 / タンパク質デザイン / 合理的設計

【研究成果の概要】

触媒反応を行うタンパク質（酵素）は、生命現象の維持に必要なだけでなく、有用物質の工業生産にも必要であり、産業や医療などの幅広い分野に応用されている。それゆえ、酵素活性を向上させる方法の開発は、産業や医療などにおいて極めて重要である。従来は、大量の酵素変異体の中から高活性化した変異体をスクリーニングする進化分子工学的実験によって高活性化が試みられてきた。しかし、このような経験的設計法では大量の実験が必要であり、また、高活性化できる見通しも悪い。そこで、このような状況を打破するために、本研究では酵素活性を合理的に向上させるための普遍的な手法の開発を目的とする。そのために、我々が提唱する酵素の合理的高活性化法の妥当性と普遍性を検証する。2021年度は次の研究を行った。
(1)妥当性の検証に向けて：　モデル酵素であるジヒドロ葉酸還元酵素（DHFR）に対して多重アミノ酸置換変異を理論的に導入し、我々が提唱する方法により、高活性化すると期待されるDHFR多重変異体を合理的に設計した。
(2)普遍性の検証に向けて：　DHFR以外の酵素に対して、網羅的な1アミノ酸置換変異を理論的に導入し、我々が提唱する方法により、高活性化すると期待される変異体を多数、合理的に設計した。それらの一部について酵素活性の測定を行った。

以上の研究と並行して、NMR分光法などを用いてタンパク質の立体構造解析を行った。また、タンパク質間相互作用を強化する変異体を理論的に設計する方法の開発を行った。さらに、タンパク質の構造ダイナミクスを理論的に予測する手法の開発を進めた。

【研究種目】挑戦的研究(萌芽)

【研究期間】2021-07-09 - 2024-03-31

【配分額】6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)

【研究領域課題番号】19H02672 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

１分子観察 / フラビン / １分子分光 / タンパク質 / 光センサー / 光応答 / 酵素 / PAC / アデニル酸シクラーゼ / 光活性 / 低温顕微法 / 光センサータンパク質

【研究成果の概要】

生化学反応は複数の生体分子がつくる柔らかく複雑な系である。それにも関わらず、高い選択性で効率よく進む。このような反応には水素結合が関わっており、水素結合がつくるネットワークが、このような特異性を産み出していると考えられる。しかし、その実体はよく分かっていない。研究を困難にしている主な原因は、（１）反応に関わる水素結合以外にも無数の水素結合があるため、重要な働きをする水素結合を特定できず、（２）様々な準安定状態の平均が観測されるため、活性に重要な変化が埋もれてしまうからである。そこで、応募研究では、水素結合とタンパク質活性化の関係を研究するモデル系として、光活性化酵素(OaPAC, Oscillatoria acuminata Photoactivated adenylyl cyclase)を用い、そのクライオ１分子観察をおこなうことを目標としている。
本年度は水素結合状態を正しく知るための蛍光分子の開発をおこなってきた。その結果、Cy7に代表されるような近赤外蛍光性のシアニン色素を用いると、450 - 600 nmの波長領域の発色団の吸収スペクトルを発光励起スペクトルとして観測できることを明らかにした。OaPACへの蛍光標識が予想以上に難しく、来年度でOaPACの研究をまとめることが困難になってきたが、この系を用いて、OaPAC以外の光捕集系タンパク質の研究も同時におこなっていきたいと考えがえている。具体的には、これまで我々が１分子分光の実績があるLight Harveting Complexや、これまで観察をしたことが無いフィコビリソームなどである。どちらも天然状態で発色団を持っており、この発色団周りの水素結合に関する研究を行う予定である。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2019-04-01 - 2023-03-31

【配分額】17,290千円 (直接経費: 13,300千円、間接経費: 3,990千円)

【研究領域課題番号】19H02521 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

タンパク質 / 酵素 / バイオ燃料 / タンパク質デザイン / 進化分子工学 / 酵素デザイン / タンパク質工学 / 理論的設計

【研究成果の概要】

シアノバクテリアは、アシルACP還元酵素（AAR）とアルデヒド脱ホルミル化オキシゲナーゼ（ADO）という2つの酵素を用い、光合成で軽油相当のアルカンを合成できることから、地球温暖化の防止に有効な再生可能バイオエネルギーの生産源として注目されている。しかし両酵素の活性は低いため、高活性化が必要である。そこで本研究では、3通りの方法でこれらの酵素活性の向上を目指している。2021年度は次の研究を行った。
(1) 進化分子工学実験：　前年度までに得られたAARの高活性化変異体について、詳細な特徴づけを行った。特に、AARによって生成されたアルデヒドをアルコールに変換することで酵素活性の正確な定量を行った。その結果、野生型AARよりも大幅に活性が向上したAAR変異体や、炭素数の少ないアルデヒドを選択的に合成するAAR変異体が見出された。
(2) 網羅的変異解析：　AARについての様々なアミノ酸置換変異体のデータベースを構築するための準備を進めた。
(3) 理論的設計：　最先端のタンパク質設計用ソフトウェアRosettaを用いてADO単独での酵素活性を向上しうる変異体を理論的に設計した。それらの変異体の活性測定は現在進行中である。また、ADOの分子動力学シミュレーションを行うことにより、ADOの機能発現機構を解明するうえでの重要な手がかりが得られた。
(4) 上記の他に、次の研究成果も得た。①X線溶液散乱法やNMR分光法などを用いてタンパク質の構造ダイナミクスの解析を行った。②Rosettaソフトウェアを用いることにより、アレルギーやがんなどに関わるタンパク質間相互作用を阻害しうるタンパク質等の設計を行った。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2019-04-01 - 2024-03-31

【配分額】17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円)

【研究分野】生物分子化学

【研究領域課題番号】16H06693 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

分子認識 / 多重特異性 / メチル基転移酵素 / 相互作用 / 物理化学 / 蛋白質 / 酵素 / 翻訳後修飾

【研究成果の概要】

本研究では、酵素の持つ多重特異性の分子機構についてアミノ酸残基レベルで知見を得ることを目的とし、多様な蛋白質の翻訳後修飾を担うメチル基転移酵素SMYD2を題材に研究を行った。SMYD2および基質タンパク質であるp53について、野生型および基質結合に関与していると考えられるSMYD2のアミノ酸残基に変異を導入した変異体を作製し、物理化学的手法によって相互作用解析を行うことにより、各アミノ酸残基の基質結合への寄与について定量的な知見を得ることができた。

【研究種目】研究活動スタート支援

【研究期間】2016-08-26 - 2018-03-31

【配分額】2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)

【研究分野】生物分子化学

【研究領域課題番号】16H01881 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

睡眠 / 炎症 / 肥満 / 筋ジストロフィー / 血管新生 / サプリメント / 癌 / 危険性薬物 / 睡眠物質 / プロスタグランジンD2 / 阻害薬 / 結晶構造 / 外傷性脳障害 / 酵素阻害剤 / 受容体拮抗薬 / 脂質メディエーター / 結晶構造解析 / G蛋白質結合型受容体 / 酵素 / プロスタグランジン / 遺伝子欠損マウス / シクロオキシゲナーゼ / G蛋白質共役型受容体 / 脳・神経 / 蛋白質

【研究成果の概要】

プロスタグランジン（PG)D2を作るL型とH型の合成酵素、及び、その受容体DPとCRTH2に対する抗体や遺伝子操作マウスを作成して、睡眠や炎症における関与を調べた。脳のくも膜のL型酵素がPGD2を産生し、アデノシンを介して側坐核のA2A受容体発現神経を刺激して睡眠を起こすことを証明した。新生血管に発現するDP受容体が癌組織への血管新生を抑制することを見出した。高脂肪食により未成熟脂肪細胞でL型酵素が誘導され、CRTH2受容体を介して肥満の制御に関わることを見出した。治療法の無い難病であるデュシェンヌ型筋ジストロフィーの筋委縮に関わるH型酵素の阻害薬を開発して、臨床試験を開始した。

【研究の社会的意義】

睡眠物質に関する研究を発展させ、脳内の睡眠調節系を次々に明らかにした。マウス睡眠解析測定系を利用して、オレキシン受容体拮抗作用による新規睡眠薬スボレキサントの情動性脱力発作（カタプレキシー）、及び、大麻成分による痙攣発作を見出し、両薬物の危険性を公表した。亜鉛酵母、清酒酵母、海藻や米糠のポリフェノールなどの睡眠誘発素材を多数見出し、一部は睡眠サプリメントとして商品化された。国際宇宙ステーションの無重力環境で作成した高品質の蛋白質結晶と大型放射光施設での高分解能構造解析により、炎症に関係する酵素の阻害薬開発を進め、治療法の無い難病であるデュシェンヌ型筋ジストロフィーの臨床治験を開始した。

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】2016-04-01 - 2019-03-31

【配分額】44,200千円 (直接経費: 34,000千円、間接経費: 10,200千円)

【研究分野】応用生物化学

【研究領域課題番号】15H02443 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

酵素 / タンパク質 / 有機化学 / 応用微生物学 / 糖鎖 / 糖質関連酵素 / 植物病原菌 / 選択的化学合成 / 応用微生物 / 蛋白質

【研究成果の概要】

求核触媒が亜鉛に結合したCysという全く新しいタイプの活性中心を持つ糖質加水分解酵素（β-L-Araf-ase）であるHypBA1を見出し、反応機構の検証と関連酵素（タンパク質）の解析を行った。β-L-Araf-aseの活性中心と化学選択的に反応する阻害剤の立体選択的合成法を確立し、これを用いることによりHypBA1の全反応ステップの立体構造を解明した。さらに、新規β-L-Araf-aseを発見して、関連酵素ともに機能解析と構造解析を行った。β-アラビノオリゴ糖代謝経路に関わる酵素・タンパク質の特徴が明らかになった。

【研究の社会的意義】

活性中心がCysである糖質加水分解酵素としてはこれ以外に全く前例がなく新規な発見である。さらにHypBA1で反応前（酵素-基質ミカエリス型複合体）、反応中間体アナログ（ハロアセトアミド体阻害剤との複合体）、反応後（産物であるβ-L-Arafとの複合体）の全てで立体構造に成功し、反応機構を解明した。本酵素は善玉菌として有名な腸内細菌であるビフィズス菌が食品に含まれるβ-アラビノオリゴ糖分解に関わる経路で重要な役割を担っており、ヒトの健康に有効なプレバイオティクス開発に繋がると期待される。

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】2015-04-01 - 2019-03-31

【配分額】42,120千円 (直接経費: 32,400千円、間接経費: 9,720千円)

【研究分野】発がん

【研究領域課題番号】24650610 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

癌 / 細胞・組織 / シグナル伝達 / 蛋白質 / 酵素 / 細胞増殖 / 胎盤 / 乳腺 / 腫瘍 / タンパク質

【研究成果の概要】

１）PTEN阻害タンパク質CSIGがNrk結合分子として同定され、NrkがAkt経路を抑制して胎盤スポンジオトロホブラストの増殖を抑制することが示唆された。また、Nrk欠損スポンジオトロホブラストで細胞周期停止因子p27の発現低下が見出され、Nrkがp27の発現誘導あるいは分解抑制を引き起こすことが示唆された。
２）乳腺腫瘤を発症したNrk欠損♀マウスにおいて血中および卵巣のエストロゲン・レベルが上昇していることを見出した。また、授乳期および高齢の野生型マウスの卵巣でNrkの発現が検出され、Nrkが卵巣でエストロゲン産生を負に制御することにより、乳腺上皮細胞の過増殖を防いでいることが示唆された。

【研究種目】挑戦的萌芽研究

【研究期間】2012-04-01 - 2014-03-31

【配分額】3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)

【研究分野】生物機能・バイオプロセス

【研究領域課題番号】23656518 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

蛍光標識 / 酵素 / 動物細胞 / タンパク質 / ペプチド / スプリットタグ / 細胞内導入 / ターンオンプローブ / トリプトファンジッパー / 細胞 / ペプチド連結酵素

【研究成果の概要】

酵素を用いてタンパク質へ特異的に標識可能であり、また、標識して初めて蛍光を発するようなタグ配列-蛍光ラベル化剤のペアの開発を行った。その結果、ソルターゼによる特異的な連結反応後に2.6倍に蛍光が増大するペアを創製できた。そこで、細胞内での標識を可能にするため、細胞外で発現精製した連鎖球菌由来ソルターゼAを細胞内に導入して連結反応を行う方法を開発した。

【研究種目】挑戦的萌芽研究

【研究期間】2011 - 2012

【配分額】3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)

【研究分野】生体関連化学

【研究領域課題番号】23350081 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

核酸 / 酵素 / タンパク質 / ＲＮＡ / RNA / RNA修飾 / RNAメチル化 / tRNA / メチル化酵素 / RNA分解制御 / ゲノム / 構造解析

【研究成果の概要】

本研究は、「RNA成熟システムの全体像を物理・化学的手法で包括的に理解する」ことを目標とした。申請は、３年間の短期申請で、生命の３つのドメイン（真正細菌、古細菌、真核生物）で起源生物に近い単細胞生物のRNA成熟システムを中心に調べた。RNA成熟に関わるtRNA修飾酵素、tRNAスプライシングエンドヌクレアーゼなどについて、X線結晶構造解析、生化学的解析を併用して、その性質を明らかにした。また、遺伝子破壊株解析からRNA修飾ヌクレオシドと修飾酵素のネットワークの環境応答を明らかにした。さらに、古細菌tRNAの新規修飾をいくつか発見した。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2011-04-01 - 2014-03-31

【配分額】19,370千円 (直接経費: 14,900千円、間接経費: 4,470千円)

【研究分野】機能生物化学

【研究領域課題番号】21570129 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

蛋白質 / 酵素 / 新規機能 / 血管新生 / 制御機構

【研究成果の概要】

トリプトファニルtRNA合成酵素(TrpRS)はtRNAへのアミノアシル化反応を触媒する。私は以前、ヒト完全長TrpRSから付加ドメインが切断された触媒活性ドメイン(mini TrpRS)が血管新生抑制因子として働くことを発見した。本研究では、ヒト完全長TrpRSとmini TrpRSとの構造上での違いについて解析した結果、Cys62の周辺の環境に大きな違いがあることを明らかにした。また今回、ウシとマウスTrpRSのアミノアシル化活性はヘムあるいは亜鉛イオンの存在には依存せず常に活性が高く、ヘムや亜鉛イオンに結合し活性が上昇するヒトTrpRSの場合とは異なることを発見した。さらに、蛋白質工学を駆使し、ヒトTrpRSを常時活性型に、ウシTrpRSをヘムあるいは亜鉛イオン依存型に相互に変換することにも成功した。

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2009 - 2011

【配分額】4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)

【研究分野】生物機能・バイオプロセス

【研究領域課題番号】21760634 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

蛋白質 / 細胞内導入 / 酵素 / 細胞免疫療法 / 癌 / 抗体 / 膜透過性ペプチド / PEG脂質 / 癌細胞 / 樹状細胞 / 貪食 / リフォールディング / 転写因子 / ポリアルギニン / 脱エンドソーム / 細胞資源

【研究成果の概要】

酵素を用いて蛋白質のC末端特異的に合成分子を修飾し、効率よく細胞膜および細胞質に蛋白質を導入する技術を開発した。PEG脂質を細胞膜上で目的蛋白質に修飾する技術を開発し、この技術を使って癌細胞上に抗体を導入して樹状細胞による癌細胞の貪食効率を向上することに成功した。また、ラジカル発生色素を含む細胞膜透過ペプチドを目的蛋白質に修飾し、光照射によって目的蛋白質を細胞質内へ導入する技術も開発した。

【研究種目】若手研究(B)

【研究期間】2009 - 2010

【配分額】4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)

【研究分野】機能生物化学

【研究領域課題番号】19570121 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

蛋白質 / 酵素 / ストレス / 脳・神経 / シグナル伝達 / 蛋白質工学 / グロビン蛋白質 / 細胞死保護 / 酸化ストレス

【研究成果の概要】

ニューログロビン(Ngb)は酸化ストレスに応答しシグナル伝達過程を制御することにより、神経細胞死を防いでいる可能性が高い。本研究では、この仮説を検証することを目的とした。その結果、神経細胞死抑制活性にヒトNgb の「GDP 解離抑制蛋白質」としての活性が極めて重要であることを実証した。また、魚のNgb が「細胞膜貫通特性」を持つことを発見し、さらに、蛋白質工学的手法を駆使することにより、培地に加えるだけで細胞内に導入され細胞を保護する新規人工蛋白質の創製にも成功した。

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2007 - 2008

【配分額】4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)

【研究分野】土木環境システム

【研究領域課題番号】19106009 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

感染症 / ウイルス / タンパク質 / 酵素 / 検出技術 / 感染性 / 病原ウイルス / ウイルス吸着タンパク質 / アフィニティクロマトグラフィー / VBP固定化 / ブロッキング / EVE法 / 牡蠣 / リパーゼ / 水循環 / 環境材料

【研究成果の概要】

本プロジェクトでは, 活性汚泥細菌が産生するウイルス吸着タンパク質(virus-binding protein : VBP)や, 加水分解酵素を用いた固形環境試料からのウイルス回収技術(enzymatic virus elution法 : EVE法)を活用し, 全く新しい病原ウイルス濃縮・検出・同定技術を開発することを目指した.その結果, 幅広い種の腸管系ウイルスを捕捉可能なVBPである腸管系ウイルス吸着タンパク質(Enteric virus-binding protein : EVBP)の分離及びクローニングに成功した他, 河川底泥・海底泥及び下水等の腸管系ウイルスの環境中動態に関わるサンプルからの効率的なウイルス回収・検出方法を確立し, さらにエチジウムモノアザイドを用いた感染性ウイルス検出技術を確立することで, 当初目的を達成することができたと言える.

【研究種目】基盤研究(S)

【研究期間】2007 - 2011

【配分額】111,280千円 (直接経費: 85,600千円、間接経費: 25,680千円)

【研究分野】生物物理学

【研究領域課題番号】18657047 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

蛋白質 / 分子軌道 / 波動関数 / 立体構造 / 蛋白質機能 / フロンティア軌道 / 酵素 / 水和

【研究成果の概要】

金属酵素(特に亜鉛含有蛋白質)のX線結晶構造に対し、蛋白質内での残基数の空間分布を金属からの距離の関数として統計的に分析するとともに、分子軌道の局在性をアミノ酸残基ごとに分けて整理し、金属に近い残基は他の残基と比べてフロンティア軌道付近に局在しやすいことを示した。また、これらのベンチマークデータ結果に基づいて金属タンパク質の金属結合部位予測法を探索した。
構造と機能が既知の蛋白質をCATRESやCSAなどの活性部位データベースからEC classを偏りなく包括するように52個サンプリングした。平均残基間距離、量子化学計算による平均残基間相互作用エネルギー、溶媒露出面積、基準振動解析による揺らぎをすべてのタンパク質の各残基に対して計算し、蛋白質内で基準化した。各データの相関および活性残基との関連を調べた後、多変量解析の手法である主成分分析(PCA)と正準判別分析(CDA)を行い、活性残基の予測ができるかを検討した。その結果、活性残基の各データはいずれも他と比べて特異的な分布を示した。PCAによって得られた第1主成分と第2主成分をプロットした散布図から活性残基をおおよそ識別することができた。この新しい2つの変数はいずれも上述の残基の物理量をバランスよく重ね合わせたものであることが固有ベクトルの係数から分かった。一方、CDAの結果からは予想したほどの分離はできなかった。この場合第1判別関数はほとんど平均残基間相互作用エネルギーの寄与だけからなり、活性残基をその他残基から判別するよりむしろ、電荷の有無に過剰な重みがかかった判別がなされてしまったと考えられる。以上述べたとおり2つの判別関数にはまだ不十分な点があるが、それらの散布図からおおよその活性部位残基の判別ができたことは前進である。

【研究種目】萌芽研究

【研究期間】2006 - 2008

【配分額】3,200千円 (直接経費: 3,200千円)

【研究分野】反応・分離工学

【研究領域課題番号】08455364 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

水性二相系 / タンパク質粗分離 / 温度依存性 / PH依存性 / 疎水性 / 二段階分配法 / 反応性水性二相系 / 機能性水性二相系 / pH依存性 / タンパク質 / 酵素 / 感温性水性二相系 / 分離精製 / 2次転移点 / バイオプロダクツ / 二段階抽出 / タンパク質分離 / 曇点

【研究成果の概要】

バイオプロダクツの粗分離操作の一つである水性二相分配系は、温和な条件下での分離が可能であることから注目を集めているが、本研究では、より機能性を持たせた分配系の開発を目的とした。機能性としては、目的成分に対して選択性を有すること、分配後の回収を考慮して、分配に対するpH依存性が高いこと、操作温度に敏感であることの3点に着目した。それらの達成のためには、二相系を構成する水溶性高分子および塩の組合せが要点となるが、高分子として、アルキレンオキサイドと無水マレイン酸の交互共重合体を、塩としてリン酸カリウムを用いる、新規の二相系を開発した。この、水性二相系について種々のタンパク質(酵素)の分配実験を通じて以下の結果を得た。
1) 目的物質に対する選択性:高分子中のマレイル基は水溶液の状態で解離するが、pH8以上、温度4℃以下では解離を制御することができる。この条件で、タンパク質のアミノ残基と反応が可能であり、この反応性を利用して、本来、親水性で塩相に分配する傾向のある酵素を高分子相側に分配することができた。具体的には、セルラーゼ生産場から、この方法を用いて、セルラーゼを選択的に回収できた。
2) pHに敏感な分配挙動:両性である酵素の分配挙動は酵素自身の等電点pHと密接に関連するが、新規の二相系はマレイル基の解離性およびリン酸塩の解離性が合わさって、生成二相間の性質を制御でき、pHを変化させることにより目的物質の分配を従来の系より自由に変えることが可能になった。
3) 分配挙動の温度依存性:アルキレンオキサイド鎖の組成と高分子の疎水性の関係を利用して、低温で分配した後、高分子相を取出し、それを昇温し二次臨界温度によって相分離する、2段階分配相を開発できた。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】1996 - 1998

【配分額】7,800千円 (直接経費: 7,800千円)

【研究分野】高分子物性・高分子材料

【研究領域課題番号】62430019 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

高分解能NMR / 高分子の高次構造 / 蛋白質 / ポリペプチド / 酵素 / シクロデキストリン / 糖蛋白質 / 人工酵素 / ^1HーNMR / ^<13>CーNMR / ^2HーNMR / イオノホア / コンホメーション / 水素結合 / 高次構造 / 高分子 / ^1HーNMMR / ペプチド / 遺伝子

【研究成果の概要】

この研究は、高分解能NMR法を主手段として生物活性を持つ高分子の種々の環境のもとでの高次構造を決定し、機能との関係を明らかにすることを目的として昭和62年度から平成元年度までの3年間にわたり実施した。主たる研究対象として(1)糖蛋白質、(2)酵素と人工酵素、(3)蛋白質モデル化合物を選び、初年度には溶液用の、2年目には固体用の高分解能NMR装置を導入し、溶液状態および固体状態でのそれぞれの高次構造を解析し、機能を解明した。研究成果の概要は以下の通り(カッコ内は分担研究者名)。課題(1)では極地の海に住む魚の血液凍結を防止する活性を持つ糖蛋白質のモデルとして、ガラクトサミン基結合スレオニン残基を含む数種のオリゴ糖ペプチドを合成し、高次構造、糖-ペプチド間相互作用などを調べ、不凍化活性発現の機構を推定した(中條,井上)。課題(2)では化学修飾基としてヒスタミン基を持つシクロデキストリン(CD)がキモトリプシン類似の触媒活性を持つことを明らかにし(戸田)、また単糖または二糖を枝として持つ分岐CDの基質認識機能における枝の役割を明らかにした(山本)。さらに結合蛋白質プロテインAとメタピロカテ-ゼを融合した蛋白質を遺伝子工学的に合成し、発現蛋白質が両蛋白質の機能を併せ持つことを認めた(相沢)。課題(3)ではポリ-γ-ベンジル-L-グルタメ-トについて高次構造の安定化に対する側鎖間相互作用の役割を明らかにし(安部)、ポリ-L-グルタミン酸塩の溶液中の構造に対する対イオンの効果を検討した(小見山)。また天然イオノホアのモデルとしてのカルボン酸型ポリエ-テルのアルカリ金属錯体の溶液中の構造をH-NMR化学シフトから検討した(中浜)。さらに固体状態の種々のペプチドおよび蛋白質トロポミオシンの高次構造を固体高分解能NMRから得られる化学シフトに基づいて検討した(安藤)。

【研究種目】一般研究(A)

【研究期間】1987 - 1989

【配分額】38,200千円 (直接経費: 38,200千円)