一酸化窒素合成酵素活性中心の構造機能解析

一氧化氮合酶活性中心的结构和功能分析

• 批准号: 11780455
• 负责人: 岩崎 俊雄
• 金额: $ 1.41万
• 依托单位: Nippon Medical School
• 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: 1999
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1999 至 2000
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-11780455/
• 关键词: 一酸化窒素合成酵素; ヘム; 構造機能; 電子スピン共鳴; X線吸収スペクトル; 酸化還元酵素; テトラヒドロビオプテリン; NO合成酵素

本研究では、大腸菌で発現させたマウス神経型NO合成酵素を用い、種々の生化学的および物理化学的手法(可視、電子スピン共鳴(EPR)、X線吸収スペクトル(アメリカ、ジョージア大グループとの共同研究により遂行))により、本酵素の活性中心構造を明らかにすることを目的として、以下の成果を得た。(i)変異酵素解析から、酵素の2量体形成がヘムおよび基質結合部位に与える変化を明らかにした。(ii)基質アルギニンおよびヒドロキシアルギニン結合型の二量体酵素において、EPRおよびEXAFS法によりヘムの微細構造解析を行った。また、二価金属阻害剤であるCu^<2+>をプローブとしてEXAFSにより銅がヘム近傍に結合しないことを明らかにした。(iii)単量体型で不活性型酵素の諸性質を調べた。不活性型酵素はヘム微細構造に変化がみられ、またアルギニン結合能に顕著な差がみられることを明らかにした。さらに、酵素の二量体形成には、テトラヒドロビオプテリン以外にも必要な因子があることを証明した。以上の研究成果は、原著論文として幾つか発表し、さらに現在2報投稿中である。本研究の成果を足掛かりとして、今後さらに機能未知のテトラヒドロビオプテリン結合の際の酵素活性に対する寄与およびヘム微細構造変化の詳細解明を目指していく予定である。

In this study, we investigated the use of E. coli to develop the enzyme, the biochemical and physicochemical methods (visual, electron resonance (EPR), X-ray absorption), and the structure of the active center of the enzyme. (i)Different enzyme analysis, enzyme 2 quantity formation, matrix binding site, and transformation (ii)The microstructural analysis of the matrix by EPR and EXAFS Cu^<2+>, Cu^<2+>, Cu ^<2 + (iii)The properties of inactive enzymes are modulated in a single volume. Inactive enzymes can be incorporated into microstructures. In addition to the necessary factors for enzyme formation, The above research results are published in two newspapers. The results of this study are sufficient to provide guidance for the detailed interpretation of enzyme activities associated with the microstructural transformation of unknown functions in the future.

项目成果

Cosper,N.J. 他: "Structural conservation of the isolated zinc site in archaeal zinc-containing ferredoxins as revealed by X-ray absorption spectroscopic analysis and its evolutionary implications"J.Biol.Chem.. 274. 23160-23168 (1999)

Cosper, N.J. 等人：“通过 X 射线吸收光谱分析揭示古菌含锌铁氧还蛋白中孤立锌位点的结构保护及其进化意义”J.Biol.Chem.. 274. 23160-23168 (1999)

堀 弘幸: "NO合成酵素の構造と機能"医学のあゆみ. 188(No.13). 1113-1115 (1999)

Hiroyuki Hori：“NO合酶的结构和功能”医学史188（No.13）。

Iwasaki, T.: "Modulation of the remote heme site geometry of recpmbiant mouse neuronal nitric-oxide synthase by the N-terminal hook region."J. Biol. Chem.. 274. 7705-7713 (1999)

Iwasaki, T.：“通过 N 末端钩子区域调节 repmbiant 小鼠神经元一氧化氮合酶的远程血红素位点几何形状。”J.

Hori, H: "Inhibition of neuronal nitric oxide synthase by phosphatidylinositol 4,5-bisphoshate and phosphatidic acid."J. Biochem.. 126. 829-837 (1999)

Hori，H：“磷脂酰肌醇 4,5-二磷酸酯和磷脂酸对神经元一氧化氮合酶的抑制作用。”J。

Iwasaki,T. 他: "Characterization of mouse nNOS2, a natural variant of neuronal nitric-oxide synthase produced in the central nervous system by slective alternative splicing"J.Biol.Chem.. 274. 17559-17566 (1999)

Iwasaki, T. 等人：“小鼠 nNOS2 的表征，它是中枢神经系统中通过选择性剪接产生的神经元一氧化氮合酶的天然变体”J.Biol.Chem.. 274. 17559-17566 (1999)