植物の成熟を制御するACC deaminaseの立体構造決定とその制御機構の解明

控制植物成熟的ACC脱氨酶三维结构的测定及其控制机制的阐明

• 批准号: 09760063
• 负责人: 中川 敦史
• 金额: $ 1.54万
• 依托单位: Hokkaido 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
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-09760063/
• 关键词: 構造生物学; タンパク質結晶学; 多波長異常分散法; シンクロトロン放射光; β6酵素; PLP; B6酵素

植物の成長ホルモンであるエチレンの生合成前駆体である1-aminocyclopropane-1-carboxylic acid(ACC)を脱アミノ化して,2-オキソ酪酸に変換する酵素ACC deaminaseの立体構造をX線結晶構造解析法により解明し,その反応機構を原子レベルで解明することを目的として研究を進めた.構造解析は,大腸菌で大量発現した酵母由来のACC deaminaseを用いて行った.シンクロトロン放射光を使って回折強度データ収集を行い,ネイティブ(分解能2.A),PHMBS共結晶の高分解能(2.5A以上)の回折強度データを得ることができた.本研究では,すべて結晶を100Kに冷却した条件でデータ収集を行ったため,結晶間での同型性が崩れ,また,PHMBS共結晶では,別の結晶系のものも得られた.このため,位相決定は,PHMBS共結晶を用いた多波長異常分散法により行い,さらに,同一結晶内での分子内および結晶系の異なる結晶間での非結晶学的な分子の対称性を利用した分子置換平均化法を用いて位相改良を行った結果,解釈可能な電子密度図を得ることができた.この電子密度図に基づいて,立体構造モデルを作製し,分子動力学的手法を用いた精密化を行った結果,水分子825個を構造因子の計算に含め,分解能8-2.0AでR-factorが24.9%、(R_<Free>=28.2%)の構造を得ることができた.酵母ACC deaminaseは,ホモ二量体として存在し,それぞれの単量体分子は,大小2つのドメイン構造をとっていた.大きな方のドメインは,N末端およびC末端の領域(1-57,170-341)から構成され,補酵母であるpyridoxal phosphate(PLP)が結合している.小さな方のドメインは,中央の領域(58-169)から構成され,基質結合に関与していると考えられる.

Plants grow の ホ ル モ ン で あ る エ チ レ ン の biosynthesis 駆 body before で あ る 1 aminocyclopropane 1 - carboxylic acid (ACC) を ア off ミ ノ change し て, 2 - オ キ ソ butyric acid に variations in す る enzyme ACC Deaminase の three-dimensional structure を X-ray crystal structure analytic method に よ り interpret し, そ の を 応 authorities atomic レ ベ ル で interpret す る こ と を purpose と し を て research into め た. Structural analysis で, large presence of coliform bacteria で, origin of yeast ACC Line deaminase を with い て っ た. シ ン ク ロ ト ロ ン ray を make っ て inflexion strength デ ー タ 収 row い を, ネ イ テ ィ ブ (decomposition can 2. A), PHMBS cocrystallization の high decomposition can (2.5 A above) の inflexion strength デ ー タ を must る こ と が で き た. This study で は, す べ て に cooling crystallization を 100 k し た conditions で デ ー タ 収 row っ を た た め, crystallization between で の type with sexual が れ, ま た, PHMBS cocrystallization で は, don't の crystallization is の も の も must ら れ た. こ の た め, phase は decision, PHMBS cocrystallization を with い た multiwavelength abnormal dispersion method に よ り い, さ ら に, the same junction Intracrystalline で の intramolecular お よ び crystallization is の different な る between crystallization で の non-crystalline learn な molecular の says を using seaborne し た molecular replacement averageness を with い phase line improved を っ て た as a result, the solution may 釈 な electron density 図 を have る こ と が で き た. こ の electron density 図 に base づ い て, three-dimensional structure モ デ ル し the を cropping systems, the technique of molecular dynamics を with い た essence Close the line を っ た result, water molecules contains 825 の を tectonic factor calculation に め, 8-2.0 A で R - factor decomposition can が 24.9%, (R_ (Free > = 28.2%) の を extensively る こ と が で き た. Yeast ACC deaminase は, ホ モ 2 quantity body と し し て, そ れ ぞ れ の は 単 quantity body molecules, and size 2 つ の ド メ イ ン tectonic を と っ て い た. Big き な party の ド メ イ ン は, N terminal お よ び C terminal の areas (1-57170-341) か ら constitute さ れ, fill yeast で あ る pyridoxal phosphate (PLP) が し て い る. The small さな square is <s:1> ドメ and <s:1> ドメ えられる, the central <s:1> domain (58-169) is され composed of ら, the matrix binding に is related to えられる て and ると ると ると ると ると えられる えられる えられる えられる えられる.

项目成果

H.Kondo: "Crystallization and Preliminary X-Ray Studies of Two Serine Proteinase Inhibitors,BGIA and BGIT,from the Seeds of Bitter Gourd" Journal of Structural Biology. 120. 204-206 (1997)

H.Kondo：“来自苦瓜种子的两种丝氨酸蛋白酶抑制剂 BGIA 和 BGIT 的结晶和初步 X 射线研究”结构生物学杂志。

H.Sugimoto: "Crystallization and Preliminary X-ray Analysis of Human D-Dopachrome Tauromerase" Journal of Structural Biology. 120. 105-108 (1997)

H.Sugimoto：“人 D-多巴色素牛磺酶的结晶和初步 X 射线分析”结构生物学杂志。

S.-Y.Park: "Crystal structure of nitric oxide reductase from denitrifying fungus Fusarium oxysponon" Nature Struct.Biol.4. 827-832 (1997)

S.-Y.Park：“来自反硝化真菌 Fusarium oxysponon 的一氧化氮还原酶的晶体结构”Nature Struct.Biol.4。

H.Hosaka: "Ribosomal protein S7:a new RNA-binding motif with structural similarities to a DNA architechtural factor" Structure. 5. 1199-1208 (1997)

H.Hosaka：“核糖体蛋白 S7：一种新的 RNA 结合基序，其结构与 DNA 结构因子相似” 结构。

I.Tanaka: "Matching the crystallographic structure of ribosomal protein S7 to a three-dimensional model of the 16S ribosomal RNA" RNA. 4. 542-550 (1998)

I.Tanaka：“将核糖体蛋白 S7 的晶体结构与 16S 核糖体 RNA 的三维模型进行匹配”RNA。