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1.

図書

東工大
目次DB

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東工大
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J.ドレント著 ; 竹中章郎 [ほか] 訳
出版情報: 東京 : シュプリンガー・ジャパン, 2008.12  xiv, 313p ; 26cm
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   注 : F([h k l])[h k l]の上にバー
   
第1章 タンパク質の結晶化 1
   1.1 はじめに 1
   1.2 タンパク質結晶化の原理 1
   1.3 結晶化の手法 4
   1.4 リゾチームの結晶化 8
   1.5 結晶についての予備的ノート 9
   1.6 X線回折実験の準備 10
   1.7 凍結操作 13
   1.8 ノート 16
   まとめ 19
第2章 X線源と検出器 21
   2.1 はじめに 21
   2.2 X線源 21
   2.3 モノクロメーター 30
   2.4 カメラと検出器 32
   2.5 検出器 33
   2.6 振動カメラ 38
   まとめ 44
第3章 結晶 45
   3.1 はじめに 45
   3.2 対称 49
   3.3 タンパク質結晶で可能な対称 55
   3.4 座標値 : 一般位置と特殊位置 56
   3.5 非対称単位 56
   3.6 点群 57
   3.7 結晶系 58
   3.8 放射線損傷 60
   3.9 結晶のキャラクタリゼーション 60
   まとめ 62
第4章 結晶によるX線回折の理論 63
   4.1 はじめに 63
   4.2 波とその加え合わせ 64
   4.3 二電子系 66
   4.4 原子による散乱 69
   4.5 単位胞による散乱 71
   4.6 結晶による散乱 72
   4.7 回折条件 74
   4.8 逆格子とEwald作図 75
   4.9 温度因子 79
   4.10 電子密度ρ(x y z)の計算 82
   4.11 F([h k l])とF([h k l])の比較 87
   4.12 回折パターンの対称 88
   4.13 中心格子に対するh k l 反射条件 91
   4.14 結晶によって回折される強度 92
   4.15 原子の並ぶ面による反射 98
   4.16 波長の選択,単位胞の大きさ,回折強度の補正 100
   まとめ 101
第5章 反射強度の平均と構造因子データの分布 103
   5.1 はじめに 103
   5.2 平均強度Wilsonプロット 105
   5.3 構造因子Fと構造因子振幅|F|の分布 107
   5.4 双晶 109
   まとめ 111
第6章 構造因子の特殊な形式 113
   6.1 はじめに 113
   6.2 ユニタリ構造因子 113
   6.3 規格化構造因子 114
   まとめ 115
第7章 同形置換法による位相問題の解決法 117
   7.1 はじめに 117
   7.2 パターソン関数 118
   7.3 同形置換法 126
   7.4 X線強度に対する重原子の効果 132
   7.5 対称心をもつ投影から重原子パラメータの決定 134
   7.6 非セントリック反射から求めた重原子パラメータ 136
   7.7 差フーリエ合成 138
   7.8 異常分散 140
   7.9 異常分散パターソン合成 144
   7.10 すべての誘導体に対する共通の原点 145
   7.11 タンパク質の初期位相角を用いての重原子パラメータの精密化 148
   7.12 タンパク質の位相角 151
   7.13 最良フーリエ図の残留誤差 154
   7.14 単一同形置換法 159
   まとめ 160
第8章 位相の改善 161
   8.1 はじめに 161
   8.2 Sim重みとオミットマップ 162
   8.3 溶媒平滑化 167
   8.4 非結晶学的対称と分子平均化 173
   8.5 ヒストグラムマッチング法 176
   8.6 wARPによる重複精密化ダミー原子モデルの重みつき平均化 178
   8.7 デンシティーモディフィケーションに関する再考察 179
   まとめ 180
第9章 タンパク質位相角と絶対配置の決定における異常散乱181
   9.1 はじめに 181
   9.2 異常散乱によるタンパク質位相角決定 181
   9.3 異常散乱を用いたタンパク質位相角の改善 182
   9.4 絶対配置の決定 184
   9.5 多波長異常分散法(MAD法)と単波長異常分散法(SAD法) 185
   まとめ 194
第10章 分子置換法 197
   10.1 はじめに 197
   10.2 回転関数 198
   10.3 並進関数 204
   まとめ 215
第11章 直接法 217
   11.1 はじめに 217
   11.2 Shake-and-Bake 217
   11.3 SHELXD 222
   11.4 最大エントロピーの原理 224
   まとめ 226
第12章 ラウエ回折 227
   12.1 はじめに 227
   12.2 逆空間の利用可能領域 228
   12.3 エネルギー重複 228
   12.4 エネルギー重複した反射強度の分離 230
   12.5 回折斑点の空間重複問題 231
   12.6 波長規格化 231
   まとめ 232
第13章 モデル構造の精密化 235
   13.1 はじめに 235
   13.2 精密化の数学的基礎 237
   13.3 高速フーリエ変換(FFT)法の原理 247
   13.4 特殊な精密化方法 249
   まとめ 262
第14章 位相情報の組合わせ 263
   14.1 はじめに 263
   14.2 同形置換法による位相情報 264
   14.3 異常分散効果による位相情報 266
   14.4 部分構造,溶媒平滑化,分子平均化による位相情報 267
   14.5 SAD法による位相情報 267
   まとめ 267
第15章 構造の誤りのチェックと確度の計算 269
   15.1 はじめに 269
   15.2 R因子 269
   15.3 Ramachandranプロット 271
   15.4 立体化学によるチェック 272
   15.5 3D-1Dプロフィール法 272
   15.6 最終構造の座標誤差の定量的推定 275
   まとめ 279
第16章 タンパク質結晶化の実際 281
   16.1 はじめに 281
   16.2 遺伝子クローニングと発現 282
   16.3 タンパク精製 283
   16.4 タンパク質結晶化 286
   まとめ 287
付録1 電子密度マップの計算に用いる数式のまとめ 289
付録2 信頼度因子のまとめ 293
付録3 X線強度の計数誤差 299
参考文献 301
索引 309
   注 : F([h k l])[h k l]の上にバー
   
第1章 タンパク質の結晶化 1
2.

図書

東工大
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図書
東工大
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J.ドレント著 ; 竹中章郎, 勝部幸輝, 笹田義夫訳
出版情報: 東京 : シュプリンガー・フェアラーク東京, 1998.1  xi, 296p ; 26cm
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1章 タンパク質の結晶化 1
   1.1 はじめに 1
   1.2 タンパク質の結晶化の原理 1
   1.3 結晶化の手法 4
   1.4 リゾチームの結晶化 7
   1.5 結晶について予備的なノート 10
   1.6 X線回折実験の手順 11
   1.7 ノート 15
   まとめ 18
2章 X線源と検出器 19
   2.1 はじめに 19
   2.2 X線源 19
   2.3 モノクロメータ 29
   2.4 カメラと検出器 30
   2.5 検出器 32
   2.6 プレセッションカメラ 38
   2.7 回転(振動)装置 44
   2.8 電子二次元検出器 50
   まとめ 52
3章 結晶 53
   3.1 はじめに 53
   3.2 対称 58
   3.3 タンパク質結晶で可能な対称 64
   3.4 座標値:一般位置と特殊位置 64
   3.5 非対称単位 65
   3.6 点群 66
   3.7 結晶系 66
   3.8 放射線損傷 69
   3.9 結晶のキャラクタリゼーション 69
   まとめ 71
4章 結晶によるX線回折の理論 72
   4.1 はじめに 72
   4.2 波とその加え合わせ 73
   4.3 二電子系 76
   4.4 原子による散乱 79
   4.5 単位胞による散乱 81
   4.6 結晶による散乱 82
   4.7 回折条件 84
   4.8 逆格子とEwald作図 85
   4.9 温度因子 90
   4.10 電子密度ρ(xyz)の計算 93
   4.11 F(hkl)とF(h-k-l-)の比較 97
   4.12 回折パターンの対称 98
   4.13 中心格子に対するhkl反射条件 101
   4.14 ある軸方向の電子密度の投影 102
   4.15 結晶によって回折される強度 103
   4.16 波長の選択,単位胞の大きさ,回折強度の補正 109
   まとめ 111
5章 反射強度の平均と構造因子データの分布 112
   5.1 はじめに 112
   5.2 平均強度:Wilsonプロット 114
   5.3 構造因子Fと構造因子振幅|F|の分布 116
   まとめ 118
6章 構造因子の特殊な形式 119
   6.1 はじめに 119
   6.2 ユニタリ構造因子 119
   6.3 規格化構造因子 120
   まとめ 121
7章 同形置換法による位相問題の解 122
   7.1 はじめに 122
   7.2 パターソン関数 123
   7.3 同形置換法 130
   7.4 X線強度への重原子の効果 136
   7.5 対称心をもつ投影から重原子パラメータの決定 139
   7.6 非セントリック反射から求めた重原子パラメータ 141
   7.7 差フーリエ合成 144
   7.8 異常分散 146
   7.9 異常分散パターソン合成 150
   7.10 Matthewsのパターソン合成 152
   7.11 すべての誘導体についての共通の原点 155
   7.12 Rossmannの方法 158
   7.13 他の"共通原点"決定法 159
   7.14 重原子パラメータの精密化 159
   7.15 タンパク質結晶の位相角 164
   7.16 最良フーリエ図に残る誤差 170
   7.17 単一同形置換法(SIR) 173
   まとめ 174
8章 位相の改善 176
   8.1 はじめに 176
   8.2 Simの重みとオミットマップ 177
   8.3 溶媒領域の平滑化 182
   8.4 分子平均化(molecular averaging) 187
   8.5 ヒストグラムマッチング(histogram matchingまたは histogram mapping) 188
   8.6 デンシティーモディフィケーションに関する再考察 191
   まとめ 192
9章 タンパク質の位相角および絶対構造の決定に対する異常分散の役割 193
   9.1 はじめに 193
   9.2 異常分散によるタンパク質結晶の位相角決定 193
   9.3 異常分散利用によるタンパク質結晶の位相角の改良 194
   9.4 絶対構造の決定 196
   9.5 多波長異常分散法(MAD法) 198
   まとめ 203
10章 分子置換法 204
   10.1 はじめに 204
   10.2 回転関数 205
   10.3 並進関数 214
   まとめ 224
11章 直接法 225
   まとめ 227
12章 ラウエ回折 228
   12.1 はじめに 228
   12.2 逆空間の利用可能領域 229
   12.3 多重問題 229
   12.4 多重強度の解読 231
   12.5 位置の重なり問題 232
   12.6 波長の規格化 232
   まとめ 234
13章 モデル構造の精密化 236
   13.1 はじめに 236
   13.2 最小二乗法 238
   13.3 高速フーリエ変換(FFT)法の原理 243
   13.4 特殊な精密化方法 244
   まとめ 256
14章 位相情報の組合わせ 257
   14.1 はじめに 257
   14.2 同形置換法による位相情報 258
   14.3 異常分散効果による位相情報 260
   14.4 部分構造,溶媒平滑化,分子平均化による位相情報 261
   まとめ 261
15章 構造の誤りのチェックと確度の計算 262
   15.1 はじめに 262
   15.2 R因子 262
   15.3 Ramachandranプロット 264
   15.4 立体化学によるチェック 264
   15.5 3D-1Dプロフィール法 266
   15.6 最終構造の座標誤差の定量的推定 268
   まとめ 272
付録1 電子密度マップの計算に使われる数式のまとめ 274
   電子密度マップ 274
   差電子密度マップ 274
   2Fobs-Fcalcマップ 274
   残余(あるいは二重差)電子密度マップ 275
   オミットマップ 275
   Simの重みつきオミットマップ 275
   部分構造の位相角αcalcを用いる重みつき電子密度マップ 276
付録2 信頼度因子のまとめ 277
   モデル構造の妥当性を表す一般的な結晶学的R因子 277
   フリーR因子 277
   対称によって関係づけられる強度を比較するR因子 277
   対称によって関係づけられる構造因子を比較するためのR因子 277
   N個のデータセットを併合したときのそれらのR因子 278
   実空間R因子 278
   Rcullis 278
   Rkraut 278
   Ranomalous 279
   誘導体R因子 279
   構造因子の実測値と計算値間の標準線形相関係数 279
   重原子の寄与の良質度 279
   Figure of Merit 280
付録3 X線強度の計数誤差 281
参考文献 283
索引 288
1章 タンパク質の結晶化 1
   1.1 はじめに 1
   1.2 タンパク質の結晶化の原理 1
3.

図書

東工大
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東工大
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Carl Branden, John Tooze著
出版情報: 東京 : ニュートンプレス, 2000.4  xvi, 452p ; 28cm
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第Ⅰ部 タンパク質構造構築の基本原理 1
1 構成単位 3
   タンパク質はポリペプチド鎖である 4
   遺伝コードで20種類のアミノ酸側鎖が決まる 4
   システインはジスルフィド架橋を形成できる 5
   ペプチド単位はタンパク質構造の構成単位である 8
   グリシン残基のとるコンホメーションは多様である 9
   側鎖のコンホメーションにもエネルギーの面でとりやすいものがある 10
   多くのタンパク質は固有の金属原子を含む 11
   結論 12
   精選図書 12
2 タンパク質構造のモチーフ 13
   タンパク質の内部は疎水性である 14
   αへリックスは二次構造の重要な要素である 14
   αへリックスは双極子モーメントをもつ 16
   αへリックスに適したアミノ酸がある 16
   βシートは通常, 平行または逆平行のβストランドをもつ 19
   ループ領域はタンパク質分子の表面にある 21
   タンパク質の模式図により二次構造がよくわかる 22
   トポロジー図はタンパク質構造の分類に有用である 23
   二次構造の連結で簡単なモチーフができる 24
   ヘアピンβモチーフはタンパク質構造中に多く存在する 26
   ギリシャキー・モチーフは逆平行βシート中に存在する 27
   β-α-βモチーフには平行βストランドが2本ある 27
   タンパク質の分子構造は階層的に構築されている 28
   大きなポリペプチド鎖は折りたたまれて数個のドメインを形成する 29
   ドメインは構造モチーフから構築されている 30
   単純なモチーフが組み合わされて複雑なモチーフを形成する 30
   タンパク質構造は3つの主な種類に分けられる 31
   結論 32
   精選図書 33
3 αドメイン構造 35
   コイルドコイルαへリックスは7個のアミノ酸からなる反復配列をもつ 35
   4本へリックスの束構造はαタンパク質に共通のドメイン構造である 37
   αへリックス・ドメインは大きく複雑にもなる 39
   グロビン型折りたたみはミオグロビンとヘモグロビン中に存在する 40
   幾何学的特徴がαへリックスの充填を決定する 40
   1本のαへリックスの縁が隣のへリックスの溝にはまる 40
   グロビン型折りたたみは進化の過程で保存されている 41
   疎水性内部は保存される 42
   へリックスが動いて内部の側鎖の変異に適応する 43
   鎌状赤血球ヘモグロビンがマラリアに対する耐性をもたらす 43
   結論 45
   精選図書 45
4 α/β構造 47
   平行βストランドはバレル状かシート状に配列する 47
   α/βバレルはさまざまな酵素に存在する 48
   分枝した疎水性側鎖がα/βバレルのコアで主要な役割を演じる 49
   ピルビン酸キナーゼは数個のドメインからなり, その1つはα/βバレルである 51
   二連バレルをもつ構造は遺伝子融合によってできた 52
   活性部位はα/βバレルの一端にあるループで構成されている 53
   α/βバレルは新しい酵素活性の進化の例となる 54
   ロイシン・リッチ・モチーフはα/β蹄鉄型折りたたみを形成する 55
   α/βのねじれたオープン・シート構造ではそのβシートの両側にαへリックスがある 56
   オープンβシート構造のトポロジーは多様である 57
   α/β構造では活性部位を予想することができる 57
   チロシル-tRNA合成酵素には2種のドメイン (α/β + α) がある 59
   カルボキシペプチダーゼは混合βシートをもつα/βタンパク質である 60
   アラビノース結合タンパク質には2つのα/βドメインがある 62
   結論 63
   精選図書 64
5 β構造 67
   アップ・ダウン・バレルの簡単なトポロジー 68
   レチノール結合タンパク質はアップ・ダウンβバレルの内部にレチノールを結合する 68
   アミノ酸配列はβ構造を反映している 69
   レチノール結合タンパク質はタンパク質構造のスーパーファミリーの1つに属す 70
   ノイラミニダーゼはアップ・ダウンβシートに折りたたまれる 70
   折り重ねモチーフがノイラミニダーゼのプロペラ様構造をつくる 71
   活性部位はプロペラの片側の中央にある 72
   ギリシャキー・モチーフは逆平行β構造によく現れる 72
   γ-クリスタリン分子にはドメインが2つある 74
   ドメイン構造のトポロジーは簡単である 74
   2つのギリシャキーがドメインをつくる 74
   2つのドメインのトポロジーは等しい 75
   2つのドメインは類似の構造をもっている 76
   γ-クリスタリンのギリシャキー・モチーフは進化的に関連している 76
   ギリシャキーはゼリーロール・バレルをつくる 77
   ゼリーロール・モチーフはバレルのまわりを包む 77
   ゼリーロール・バレルは通常2つのシートに分けられる 78
   赤血球凝集素の機能するサブユニットは2本のポリペプチド鎖をもつ 79
   サブユニット構造は幹と先端に分けられる 79
   受容体結合部位はゼリーロール・ドメインで形成されている 80
   赤血球凝集素は膜融合素として働く 80
   赤血球凝集素の構造はpH変化に影響される 81
   平行βへリックス・ドメインは新しい折りたたみをつくる 84
   結論 85
   精選図書 87
6 折りたたみと柔軟性 89
   球状タンパク質はかろうじて安定なだけである 90
   折りたたみには速度論的な因子が重要である 91
   モルテングロビュールは折りたたみの中間体である 92
   疎水性の側鎖を埋めこむのは重要な問題である 93
   折りたたみ過程は, 単一の場合と複数の場合とがある 93
   折りたたみの過程で, 酵素がジスルフィド結合を正しくつくらせる 96
   プロリン残基の異性化はタンパク質の折りたたみの律速段階になる 98
   タンパク質はシャペロニンの内部で構造を変える 99
   GroELは円筒形の構造で, 中央にあるチャネルに新しく合成されたポリベプチド鎖が結合する 100
   GroESは円筒状のGroELの一端をふさぐ 102
   GroEL-GroES複合体はATPに依存して, 新たに合成されたポリペプチド鎖と結合・解離を繰り返す 102
   折りたたまれた状態は柔軟な構造である 104
   タンパク質キナーゼのコンホメーション変化は細胞周期の調節にかかわる 105
   カルモジュリンにペプチドが結合するとドメイン間に大きな動きが生じる 109
   セルピンは, ばねじかけの安全装置に似た機構によってセリンプロテアーゼを阻害する 110
   エフェクター分子はアロステリックタンパク質の状態をRからTに切り替える 113
   ホスホフルクトキナーゼのアロステリックな性質がX線構造解析により見える 114
   結論 117
   精選図書 119
7 DNAの構造 121
   A型DNAとB型DNAでは, 二重らせんが異なる 121
   DNAらせんには主溝と副溝がある 122
   Z型DNAはジグザグパターンである 123
   B型DNAの構造はin vivoに適している 124
   B型DNAの特定の塩基配列が認識される 124
   結論 125
   精選図書 126
第Ⅱ部 タンパク質の構造, 機能, 改変 127
8 原核生物のDNA認識を受け持つへリックス-ターン-へリックス・モチーフ 129
   遺伝子制御の分子機構 129
   リプレッサーとCroは原核生物の遺伝子のスイッチ領域を制御する 130
   λファージCroの全体構造はX線解析で明らかになっている 131
   λファージ・リプレッサーのDNA結合ドメイン構造はX線解析で明らかになっている 132
   λファージのCroとリプレッサーはともに特殊なDNA結合モチーフをもつ 133
   モデル作製によってCro-DNA結合様式が予測できる 134
   遺伝学研究の結果は構造モデルと一致する 135
   434ファージのCroやリプレッサーとDNAの複合体のX線解析でタンパク質とDNAの結合の新たな特徴が明らかになった 136
   434ファージCroと434リプレッサーのDNA結合ドメイン構造はよく似ている 137
   複合体ではタンパク質がB型DNAを的確にゆがめる 138
   タンパク質-DNA間の配列特異的相互作用がオペレーター領域を認識する 138
   タンパク質-DNA骨格の相互作用がDNAの全体構造を決定する 139
   リプレッサーとCroが種々のオペレーターDNA領域を区別して結合するにはDNAの構造変化が重要である 140
   リプレッサーとCroの重要な性質 141
   DNAとの結合はアロステリックな変化による調節を受けている 142
   trpリプレッサーはHTHモチーフをもつ 142
   コンホメーション変化が機能性スイッチの働きをする 142
   lacリプレッサーはDNAの主溝と副溝に結合してDNAを鋭く屈曲させる 143
   CAPが引き起こすDNAの屈曲が転写を活性化する可能性がある 146
   結論 147
   精選図書 148
9 真核生物の転写因子によるDNAの認識 151
   転写はタンパク質どうしの相互作用によって活性化される 152
   TATAボックス結合タンパク質はあらゆる細胞に存在する 153
   TBP-TATAボックス複合体の三次元構造が解明されている 154
   TBPのDNA結合部位はβシートで構成される 154
   TBPはDNAの副溝に結合して構造を大きく変化させる 155
   TBPとTATAボックスの接触領域は大部分が疎水性である 157
   TBPによるDNAのゆがみの機能的意味 158
   TFIIAとTFIIBはTBPとDNA両方に結合する 159
   ホメオドメインタンパク質は多くの真核生物の発生に関与する 159
   ホメオドメインタンパク質の単量体はHTHモチーフを介してDNAに結合する 160
   ホメオドメイン転写因子のin vivoでの特異性は他のタンパク質との結合によって決まる 162
   POU領域は縦列した2個のHTHモチーフでDNAに結合する 164
   in vivoでのホメオドメインの機能についてはまだまだ解明すべきことが多い 166
   腫瘍形成につながる変異の解明 166
   p53単量体のポリペプチド鎖は3つのドメインに分かれている 167
   オリゴマー形成ドメインは四量体となる 167
   p53のDNA結合ドメインは逆平行βバレルである 168
   p53のループ領域2つとαヘリックス1本がDNAに結合する 169
   腫瘍形成につながる変異はDNA結合にかかわる3か所の領域に起こることが多い 170
   結論 172
   精選図書 172
10 いくつかのファミリーにまとめられる特異な転写因子 175
   Znを含むモチーフにはいくつか種類がある 176
   古典的ZnフィンガーはDNAのの主溝に沿って縦列に並んで結合する 177
   古典的Znフィンガー・モチーフでDNAと結合するのはフィンガー領域である 178
   糖質コルチコイド受容体では2つのZnフィンガーが1個のDNA結合ドメインを形成している 181
   糖質コルチコイド受容体は二量体としてDNAと結合する 183
   第一のZnモチーフの中のαヘリックスが特異的なタンパク質-DNA結合をもたらす 184
   認識ヘリックスの3個の残基がDNAと配列特異的に結合している 184
   レチノイドX受容体は異種二量体を形成してさまざまな間隔で並んだ縦列反復配列を認識する 185
   酵母の転写因子GAL4のDNA結合ドメインには2核Znクラスターがある 187
   GAL4のZnクラスター領域はエンハンサー配列の両端に結合する 188
   連結領域もDNA結合に役立っている 189
   C6-Znクラスター・ファミリーに属する転写因子ではDNA結合部位の特異性は連結領域で決まる 190
   Znを含んだ転写因子ファミリーのDNA結合様式は数種類ある 191
   真核生物の転写因子のいくつかはロイシン・ジッパーによって二量体を形成する 191
   GCN4塩基性領域ロイシン・ジッパーは,2個の連続αヘリックスの二量体となってDNAに結合する 193
   GCN4は,特異的結合、非特異的結合両方でDNAと結合する 194
   同種二量体,異種二量体の結合にはHLHモチーフがかかわっている 196
   b/HLHモチーフのαヘリックスの塩基性領域はDNAの主溝に結合する 198
   b/HLH/zipファミリーの転写因子は,二量体形成モチーフとしてHLHとロイシン・ジッパーの両方をもつ 199
   MaxとMyoDはDNAのHLH共通配列を認識するが,その特異的結合は異なっている 201
   結論 201
   精選図書 203
11 酵素触媒反応:セリンプロテアーゼを例として 205
   プロテアーゼはその機能から4つのファミリーに分類できる 205
   酵素の触媒反応にかかわる性質はkmとkcatで示す 206
   酵素は化学反応の活性化エネルギーを低下させる 206
   セリンプロテアーゼは四面体型遷移状態をつくってペプチド結合を切断する 208
   セリンプロテアーゼの触媒作用には4つの構造的特徴が必要である 209
   収斂進化の結果,同じ触媒機能をもつ2種類のセリンプロテアーゼが生じた 210
   キモトリプシンの構造は2つの逆平行βバレル型ドメインをもつ 210
   活性部位はドメインごとに2つのループ領域が集まってできている 211
   キモトリプシン分子は遺伝子の重複によってできたのだろうか 212
   基質特異性ポケットをつくる側鎖が選択的切断に関係する 212
   基質特異性ポケットをタンパク質工学的に改変すると触媒反応の速度が変化する 213
   トリプシンのAsp189→Lys変異体では基質特異性に思いがけない変化が起こっている 215
   セリンプリテアーゼの1つ,ズブチリシンの構造はα/β型である 215
   ズブチリシンとキモトリブシンの活性部位はよく似ている 216
   ズブチリシンの変則的構造は機能的な帰結である 217
   ズブチリシンの遷移状態の安定化はタンパク質工学で詳しく調べられた 217
   触媒反応は触媒トライアードがなくても起こる 217
   基質依存型触媒反応では基質分子が触媒基を提供する 218
   結論 219
   精選図書 220
12 膜タンパク質 223
   膜タンパク質は結晶化が難しい 224
   新たな結晶化法が開発されつつある 224
   膜タンパク質の二次元結晶は電子顕微鏡で調べられる 225
   バクテリオロドプシンには膜貫通αヘリックスが7本ある 226
   バクテリオロドプシンは光駆動性プロトンポンプである 227
   ポーリンはβストランドによって膜貫通チャネルをつくる 228
   ポーリンチャネルは逆平行β構造からなるβバレルでできている 229
   ポーリン分子はそれぞれ3つのチャンネルを持っている 230
   イオンチャネルはイオン選択性と高レベルのイオン透過性を結びつけている 232
   K +チャネルは四量体分子で、4つのサブユニットの間にイオン孔が1つある 232
   イオン孔はせまいイオン選択フィルターをもつ 233
   細菌の光合成反応中心は4本のポリペプチド鎖と多くの色素からなる 234
   サブユニットL,M,Hには膜貫通αヘリックスがある 236
   光合成色素はサブユニットLとMに結合している 237
   反応中心は膜を通過する電子の流れによって光エネルギーを電気エネルギーに変換する 239
   アンテナ色素タンパク質は集光性粒子の多量体へと会合する 240
   集光性複合体LH2中でクロロフィル分子は環状構造を形成する 241
   反応中心は16個のアンテナタンパク質からなる環状の集光性複合体LH1に取り囲まれている 242
   膜貫通αヘリックスはアミノ酸配列から予測できる 244
   疎水性尺度で、異なるアミノ酸側鎖の疎水性の程度を測る 245
   ハイドロパシー図で膜貫通ヘリックスを同定する 245
   反応中心のハイドロパシー図は結晶構造データと一致する 246
   膜脂質は膜貫通αヘリックスと特異的な相互作用をしない 246
   結論 247
   精選図書 248
13 シグナル変換 251
   Gタンパク質は分子増幅器である 252
   Rasタンパク質とG αの触媒ドメインの三次元構造は似ている 254
   G αは3か所のスイッチ領域でコンホメーションが変化すると活性化される 257
   GTPアーゼでは、水分子の求核攻撃によってGTPを加水分解する 259
   G βサブユニットは,7個のWD反復単位からなる7枚羽根のプロペラ型折りたたみをとっている 261
   G αβγ三量体では,G αのGTPアーゼ・ドメインがG βに結合している 263
   ホスデューシンは網膜桿体での明順応を調節している 265
   ホスデューシンとG βγの結合により,G βγとG αの結合が阻害される 265
   ヒト成長ホルモンは,対応する受容体の二量体化を引き起こす 267
   成長ホルモン受容体の二量体化は逐次的に起こる反応である 268
   成長ホルモンはプロラクチン受容体にも結合する 269
   受容体チロシンキナーゼは重要な酵素連結型受容体である 270
   小型のタンパク質モジュールがシグナル伝達網のアダプターとなる 272
   SH2ドメインは標的分子のホスホチロシンを含む領域に結合する 273
   SH3ドメインは標的分子のプロリンに富む領域に結合する 274
   Srcチロシンキナーゼには,チロシンキナーゼに加えてSH2とSH3ドメインがある 275
   不活性状態のキナーゼの2つのドメインは,調節ドメインの集合により閉じたコンホメーションをとるように折りたたまれる 277
   結論 278
   精選図書 280
14 繊維状タンパク質 283
   コラーゲンは3本の平行でとても長い左巻きの超らせんである 284
   コイルドコイルは繊維状タンパク質や球状タンパク質のオリゴマー形成によく見られる 286
   アミロイド原繊維は連続したβシートヘリックスでできているらしい 288
   クモの糸は天然の高性能繊維である 289
   筋繊維は筋収縮の際にたがいに滑るミオシンとアクチンを含む 290
   ミオシン頭部はアクチンフィラメントとミオシンフィラメントの間に架橋をつくる 291
   カエルの筋肉の時分割X線回折から架橋の動きが確認された 292
   アクチンとミオシンの構造は決定されている 293
   ミオシンの構造は首振り説を支持する 295
   筋収縮におけるATPの役割はGタンパク質活性化におけるGTPの役割に相当する 296
   結論 297
   精選図書 298
15 免疫系による非自己分子の識別 299
   抗体のポリペプチド鎖は数個のドメインからなる 300
   抗体の多様性を生む機構は複数ある 302
   免疫グロプリン・ドメインの三次元構造はすべて似ている 303
   2つの平行βシートがたがいに強く会合して免疫グロブリン型折りたたみ構造を形成する 304
   超可変領域は可変ドメインの一端にあるループ内に集中している 305
   重鎖と軽鎖の両超可変領域がさらに会合することによって抗原結合部位が形成される 306
   抗原結合部位はそのくぼみでハプテンに結合し,平坦な大きな表面でタンパク質性の抗原と結合する 308
   重鎖のCDR3を除いて,CDRループのコンホメーションには一定の制約がある 311
   IgG分子のコンホメーションには何段階かの柔軟性がある 312
   MHC分子の構造はT細胞活性化の分子的機構を明らかにした 312
   MHC分子は抗原結合ドメインと免疫グロブリン様ドメインとでできている 313
   MHC分子による抗原の認識は免疫グロブリンとは異なっている 314
   ペプチドの結合はMHCクラスI分子とクラスII分子とで異なっている 315
   T細胞受容体は,免疫グロブリンの可変ドメインと定常ドメインと超可変領域をもつ 316
   MHC-ペプチド複合体はT細胞受容体のリガンドである 318
   細胞表面受容体には免疫グロブリン様ドメインをもつものが多い 318
   結論 320
   精選図書 321
16 球状ウイルスの構造 325
   球状ウイルスのタンパク質殻は正二十面体対称になっている 327
   正二十面体の対称性は高い 327
   最も単純なウイルスの殻は60個のタンパク質サブユニットからなる 328
   複雑な球状ウイルスは非対称単位中に複数のポリペプチド鎖をもつ 329
   構造の融通性のおかげでT=3植物ウイルスではつめこみ様式が疑似等価になる 331
   タンパク質サブユニットは殻内部のRNAの特異的部分を認識する 332
   ピコルナウイルスのタンパク質キャプシドは4本のポリペプチド鎖を含む 333
   ピコルナウイスルには4つの異なる構造タンパク質がある 334
   ピコルナウイルスの殻のサブユニット配列はT=3植物ウイルスの配列と類似している 334
   球状の植物および動物ウイルスのコートタンパク質は,進化的関連を示唆する類似のゼリーロール・バレル構造をもっている 335
   ライノウイルスの構造から風邪薬が設計できるかもしれない 337
   バクテリオファージMS2は異なるサブユニット構造をもつ 339
   MS2サブユニット二量体はRNAの構築シグナルを認識する 339
   アルファウイスルのコアタンパク質はキモトリプシン型に折りたたまれる 340
   SV40とポリオーマウイルスの殻は,非等価につめこまれるがほぼ等価に結合するコートタンパク質五量体から構築される 341
   結論 343
   精選図書 344
17 タンパク質構造の予測,改変,設計 347
   相同なタンパク質は構造や機能もたがいに類似している 348
   相同タンパク質どうしでは構造中のコア部分は保存され,ループ領域が変化している 349
   二次構造に関する知識は三次構造の予測に必要不可欠である 350
   複数の相同なタンパク質の配列を比較する複数配列同時比較法を行うと二次構造予測に役立つ 351
   類似の三次元構造をとるアミノ酸配列は多数ある 352
   アミノ酸配列からのタンパク質の構造予測は未解決の問題である
   折りたたみスクリーニング法を使ってアミノ酸配列を既知の三次元折りたたみに当てはめる 353
   タンパク質を改変すれば,もっと安定にすることができる 354
   ジスルフィド架橋はタンパク質を安定化する 354
   安定性に対する影響はグリシンとプロリンで相反している 356
   αヘリックス双極子を安定化するとタンパク質の安定性が増大する 357
   疎水性コアの空洞を埋める変異はT4リゾチームを安定化しない 358
   タンパク質は組合せ法を使って改変できる 358
   ファージディスプレイ法はタンパク質ライブラリとDNAを結びつける 359
   ファージ提示を使った,プロテアーゼ阻害物質の親和性と特異性の最適化 361
   機能を変えることなく骨格構造を小さくできる 363
   ランダム化したペプチドライブラリをファージに提示することでエリトロポエチン受容体のアゴニストを突き止めた 364
   DNAの混ぜ合わせにより遺伝子の進化を加速できる 365
   タンパク質の構造は折りたたみスクリーニング法によって設計できる 367
   配列の半分を変えるだけでβ構造をα構造に変換できた 368
   結論 370
   精選図書 371
18 タンパク質構造の決定 373
   タンパク質分子の構造を研究する技術はいろいろある 373
   タンパク質の結晶を成長させるのは難しい 374
   X線源には単色と多色がある 376
   X線データはイメージングプレートやX線検出器によって記録する 377
   回折はブラッグの法則に従う 378
   位相の決定は結晶学における大きな問題である 379
   位相の情報は多波長異常散乱実験からも得られる 381
   モデルの作製には構造化学的な解釈が必要である 381
   初期モデルに存在する誤りは精密化によって除くことができる 383
   最近の技術の進歩はタンパク質結晶学に大きな影響を与えた 383
   X線回折は結晶だけでなく繊維の構造研究にも使える 384
   生体高分子の構造は繊維回折を用いて研究される 386
   NMR法は原子核の磁気的性質を利用する 387
   タンパク質の二次元NMRスペクトルは連続帰属法で解釈する 389
   タンパク質分子がとりうる構造を導くには距離制限を用いる 390
   生化学的研究と分子構造から,機能に関する相補的な情報が得られる 391
   結論 391
   精選図書 392
wwwで見るタンパク質の構造 393
Index 395
索引 425
第Ⅰ部 タンパク質構造構築の基本原理 1
1 構成単位 3
   タンパク質はポリペプチド鎖である 4
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