ヘモグロビン結晶構造の半網羅的機能決定

血红蛋白晶体结构的半详尽功能测定

• 批准号: 19K06601
• 负责人: 柴山 修哉
• 金额: $ 2.75万
• 依托单位: Jichi Medical University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2019
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2019-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19K06601/
• 关键词: ヘモグロビン; アロステリー; 酸素親和性; MWCモデル; 結晶構造解析; ゾル・ゲル法; アロステリックモデル; 結晶構造; 酸素平衡曲線; 多孔性シリカゲル; 酸素平衡機能; 構造機能相関

ヘモグロビン（Hb）のT状態の酸素親和性はpH（プロトン濃度）、塩素イオン濃度、有機リン酸有り無しなどの溶液条件に依存して大幅に変化する。この酸素親和性変化は重要な生理学的意義を持つが、その構造的基盤はまだわかっていない。Hbの酸素親和性変化と良い相関を持つ構造プローブとしてβ鎖93番システインSH基の反応性がある。昨年度に引き続き、酸素親和性の異なる脱酸素型Hbを溶液ごと透明な多孔性シリカゲルのゲルマトリックス中に閉じこめ状態間遷移を凍結した状態での酸素平衡曲線の測定とβ鎖93番システインSH基の反応性の測定を並行して行った。また当該年度は、α鎖またはβ鎖のみにヘムリガンドが結合した中間段階分子のモデルとなる金属置換混成Hbを合成し、上と同様の測定を系統的に行いHbのとりうる構造状態の洗い出しを行った。強力なアロステリックエフェクターであるイノシトール6リン酸（IHP）を加えた最低酸素親和性を持つT状態脱酸素型HbのSH基の反応性は、単一構造状態を仮定したモデルでうまくフィットすることができた。一方、溶液中で比較的高い酸素親和性を持つT状態Hbの酸素平衡曲線とSH基の反応性は、両者とも顕著な二相性を示した。このうちの一つの状態の酸素親和性とSH基の反応性は、上の最低親和性T状態の値と一致した。残りの未知の構造状態は、最低親和性T状態と比較して、それぞれ約100倍の酸素親和性と約50倍のSH基の反応性を示した。興味深いことに、この未知のアロステリック状態はα鎖またはβ鎖のみにヘムリガンドが結合した中間段階Hb分子においても観測された。

The acid affinity of Hb in T state varies greatly depending on pH, Hb concentration, organic acid content and solution conditions. The change of acid affinity is important for physiological significance and structural basis. The acid affinity of Hb is changed and the correlation is good. The structure of Hb is changed and the affinity of Hb is changed. Determination of acid equilibrium curve of different acid affinities in Hb solution, transparency, porosity, and transition between closed and frozen states In this year, the structure of Hb in the middle of the chain is determined by the combination of α-lock and β-lock. The addition of powerful Naialos Talik Effikata (IHP) and the lowest acid affinity allows the SH group of deacidified Hb to remain in its T state, which makes it possible to determine the structure of a single structure. The acid equilibrium curve of Hb in solution shows that the affinity of Hb is higher than that of SH group. A state of acid affinity, SH group antigenicity, and a state of lowest affinity, T state, consistency. The structural state of the residue is unknown, and the lowest affinity T state is about 100 times higher than that of the acid affinity and about 50 times higher than that of the SH group. In the middle of the game, the game is not known.

项目成果

X-ray fluorescence holography of biological metal sites: Application to myoglobin

生物金属位点的 X 射线荧光全息术：在肌红蛋白中的应用

• DOI: 10.1016/j.bbrc.2022.10.003
• 发表时间: 2022
• 期刊: Biochemical and Biophysical Research Communications
• 影响因子: 3.1
• 作者: Sato-Tomita Ayana;Ang Artoni Kevin R.;Kimura Koji;Marumi Riho;Happo Naohisa;Matsushita Tomohiro;Park Sam-Yong;Shibayama Naoya;Sasaki Yuji C.;Hayashi Kouichi
• 通讯作者: Hayashi Kouichi

Freezable and Unfreezable Hydration Water: Distinct Contributions to Protein Dynamics Revealed by Neutron Scattering

• DOI: 10.1021/acs.jpclett.0c03786
• 发表时间: 2021-02-25
• 期刊: JOURNAL OF PHYSICAL CHEMISTRY LETTERS
• 影响因子: 5.7
• 作者: Yamamoto, Naoki;Kofu, Maiko;Shibayama, Naoya
• 通讯作者: Shibayama, Naoya

ヘモグロビンの超精密制御機構の秘密

血红蛋白超精准控制机制的秘密

• 发表时间: 2021
• 作者: Fuchigami Sotaro;Niina Toru;Takada Shoji;柴山 修哉
• 通讯作者: 柴山 修哉

ヘモグロビンM IwateとM Bostonにおけるヘム-チロシン結合の振動分光，結晶構造，理論計算による解析

使用振动光谱、晶体结构和理论计算分析血红蛋白 M Iwate 和 M Boston 中的血红素-酪氨酸键

• 发表时间: 2021
• 作者: 長友重紀，寺田拓人，庄司光男，重田育照，中谷清治，廣田俊，北川禎三， 長井雅子， 大木規央;朴三用;柴山修哉
• 通讯作者: 柴山修哉

ヘモグロビンの構造・機能・動態研究の最前線

血红蛋白结构、功能和动力学研究前沿

• 发表时间: 2022
• 作者: Y. Zhou;M. Nishikawa;H. Kanno;T.-H. Xiao;C. Zhang;M. Herbig;Y. Ibayashi;N. Nitta;S. Miyata;G. K. Rohde;Y. Yatomi;K. Goda;加藤 宏和，黄 錫永，朴 明験，高 斯，辻 伸泰;望月 崇;柴山修哉
• 通讯作者: 柴山修哉