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耐pH高活性を備えた新種のプラストシアニンのX線結晶構造解析と構造機能相関

一种具有高pH抗性和活性的新型质体蓝素的X射线晶体结构分析及构效关系

基本信息

批准号：
09780632
负责人：
井上豪
金额：
$ 1.28万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
1997
资助国家：
日本
起止时间：
1997 至 1998
项目状态：
已结题

项目摘要

低いpH下でも高活性を保つ全く新規な光合成電子伝達である、シダ植物由来プラストシアニン(PC)について、pH4.5での酸化体および還元体のX線構造解析をそれぞれ1.7A、1.8A分解能で行った。その特異な低pH耐性は、中心金属である銅イオンに配位するHis87のイミダゾール環と、すぐ隣に位置するPhe12の芳香環との間のπ-πスタッキング相互作用にあることが判明した。12番目のアミノ酸は全植物由来PCでLeu12であり、このアミノ酸置換が耐pH高活性と特に深く関係することが分かった。なお、全ブルー鋼蛋白質の中でも配位構造にπ-πスタッキング相互作用が見られたのは初めての報告例である(J.Biol.Chem.,1999,in press)。一方、還元の際の構造変化については、電子伝達経路の1つと考えられているTyr83に水素結合しているGIu59が、プロトン化して側鎖がフリップすることが分かった(Submitted toBiochem.)。また、植物の進化に関する知見を得るため、PCの分子進化について検討を加える目的で、高等植物マンテマ由来PCの野生型および変異体(J.Biochem.,1999,in prcss).緑藻UIVa pertusa由来PC(J.Biol.Chem.,1999,in press)、ラン藻由来PCの酸化体および還元体(Biochem.,1999,in press)のX線構造解析を、それぞれ、2.0A、1.75A.1.6A、1.9A、1.8A分解能で解析した。通常PCの4番目と5番目のβ-ストランドの間には半巻きのα-へリックスがあるが、この部分のアミノ酸配列の相同性が著しく低く、ヘリックスの長さがラン藻やシダ植物由来のPCでは長く、Gly49の保存性と関係することが分かった。PCはその電子供与体であるCytochromeb_6/f複合体を酸性パッチ付近で認識する。高等植物および緑藻由来PCで特に酸性パッチの保存性が高く、7残基の酸性アミノ酸で構成されるが、シダ植物およびラン藻類由来PCでは2残基で、しかも塩基性アミノ酸で中和されていた。ラン藻および一部の緑藻では、Cytochrome b_6/f複合体から光化学系Iへの電子伝達過程はPCとチトクロムC_6が相補的な役割を果たす一方で、高等植物ではPCのみが担うことから、進化の過程で酸性パッチの獲得がPCの進化にとって必須であったことが推測された。

The X-ray structural analysis of photosynthetics and photoreducers at pH 4.5 and pH 4.5 is based on the decomposition energy of 1.7A and 1.8A. The specific low pH tolerance, the coordination of the central metal, the π-π interaction between the aromatic rings of His87 and Phe12 have been identified. 12. The whole plant is derived from PC, and the acid displacement is resistant to pH and high activity. The π-π interaction in the coordination structure of protein is reported in the paper (J. Biol.Chem., 1999,in press)。The structural transformation of one side, the other side and the other side of the cell is also the structural transformation of the cell. The electronic transmission circuit is composed of 1 part of Tyr83 and GIu59. The structural transformation of the cell is also composed of Tyr83 and GIu59.(Submitted to Biochem.) (J. Biochem., 2003). The evolution of plants is related to the knowledge of PC molecular evolution. 1999,in prcss). UIVa pertusa is derived from PC(J. Biol.Chem., 1999,in press), the origin of algae PC acidified body and the original body (Biochem., 1999,in press) X-ray structural analysis, analysis, 2.0A, 1.75A, 1.6A, 1.9A, 1.8A decomposition energy. Generally, the relationship between the β-sphingoid and the β-sphingoid of the 4-and 5-segment PC plants is very low, and the relationship between the α-sphingoid and the β-sphingoid of the 5-segment PC plants is very long and the Gly49 plants are preserved. The electron donor of PC is Cytochrome b_6/f complex. The higher plants and algae are derived from PC, and the preservation of PC is highly acidic. The acid composition of PC is composed of 7 residues. The higher plants and algae are derived from PC, and the acid composition of PC is neutral. A part of green algae, Cytochrome b_6/f complex, photochemistry system, electron transfer process, PC and C_6 complement each other. A part of higher plants, PC and C_6 complement each other. The process of evolution, acid transfer and PC evolution must be speculated.