ラン薬由来の新規なプラストシアニンのX線構造解析および分子進化に関する研究

兰花药质体蓝素的X射线结构分析及分子进化研究

• 批准号: 11780495
• 负责人: 井上 豪
• 金额: $ 1.41万
• 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: 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-11780495/
• 关键词: ラン藻; Synechococcus sp.PCC 7942; プラストシアニン; X線構造解析; 酸化体; 還元体; 分子進化; 電子伝達; 光合成

ラン藻Synechococcus sp.PCC7942由来の光合成電子伝達蛋白質であるプラストシアニン(PC)の酸化体および還元体のX線構造解析をそれぞれ1.9Å分解能、1.8Å分解能で行った。通常PCは、高等植物では99残基、緑藻類では97残基で、そのアミノ酸総数が保存されている。平成11年度に論文報告を行ったシダ植物由来のPCでは102残基で、これまで発見されている高等植物由来のPC中では最長であったが、本研究課題で取り組んだPCは、その逆で、これまで発見された中では最も短い91残基で構成される。蛋白質レベルでは発見されず、その存在は遺伝子から見つけられた。もう1つの特徴として、電子伝達のパ-トナーの認識部位と考えられている酸性を帯びた結合部位の構造を持たない。本研究では、新規なラン藻由来PCを大腸菌を使って大量発現させ、結晶化と構造解析を行ったものである。解析の結果、アミノ酸の相同性が極めて低いにも関わらず、全体構造は類似していた。電子伝達の入り口と考えられているTyr83の芳香環の上にAgr88が覆い被さり、π-πスタッキング相互作用が見られた。pH5.0で結晶が得られたが、その酸化体と還元体のX線構造の平均の構造のずれが0.08Åと小さいにも関わらず、His配位子が0.36Åもずれたり、銅イオンから約12A離れたArg88が0.42Åずれていた。銅から遠隔の場所で微細ではあるが有意な構造変化が得られ、電子伝達の窓口であるTyr83の役割が重要であり、分子進化によって失われることなく

ラ ン algal Synechococcus sp. PCC7942 origin の photosynthetic electron 伝 of protein で あ る プ ラ ス ト シ ア ニ ン (PC) の acidification body お よ び yuan body の X-ray structural analysis also を そ れ ぞ れ decomposition can 1.9 A, 1.8 A line can decompose で っ た. PC は, higher plants usually で は 99 residues, green algae で は 97 residues で, そ の ア ミ ノ acid number 総 が save さ れ て い る. Line pp.47-53 11 に paper を っ た シ ダ plant origin の PC で は 102 residues で, こ れ ま で 発 see さ れ て い る higher plant origin の PC で は longest で あ っ た が, this research topic で take り ん だ PC は, そ の inverse で, こ れ ま で 発 see さ れ た in で は で constitute the most short も い 91 residues さ れ る. Proteins レベ レベ で で are found in されず and そ are present in で progeny 伝 ら are found in けられた けられた. も う 1 つ の, 徴 と し て, electronic 伝 の パ - ト ナ ー の know parts と exam え ら れ て い る acid を 帯 び た combining site の tectonic を hold た な い. This study で は, new rules な ラ ン algal origin PC を coliform を make っ て large 発 now さ せ, crystallization と structure line を っ た も の で あ る. Analysis of the <s:1> result, ア, ア, ノ, acid <s:1> similarity is が extremely めて, low <s:1>, に, <s:1>, わらず, overall structure is <s:1> similar, て, て, た, た, た. Electronic 伝 da の into り mouth と exam え ら れ て い る Tyr83 の on the aromatic ring の に Agr88 が fu い be さ り, PI PI ス タ ッ キ ン グ interaction が see ら れ た. PH5.0 で crystallization が have ら れ た が, そ の acidification body と also yuan body の X-ray structure の average の の ず れ が 0.08 A small と さ い に も masato わ ら ず, ihs ligand が 0.36 A も ず れ た り, copper イ オ ン か ら about 12 from A れ た Arg88 が 0.42 A ず れ て い た. Copper か ら の place apart で imperceptible で は あ る が intentionally な structure - the が must ら れ, electronic 伝 の 窓 mouth で あ る Tyr83 cut が の service important で あ り, molecular evolution に よ っ て lost わ れ る こ と な く

项目成果

Y.Kai et al.: "Three-Dimensional Structure of Phosphoenolphruvate Carboxylase: A Proposed Novel Mechanism for Allosteric Inhibition"Proc. Natl. Acad. Sci. USA,. 96,. 823-828 (1999)

Y.Kai 等人：“磷酸烯醇酸羧化酶的三维结构：一种提议的变构抑制新机制”Proc。

H.Sugawara et al.: "Cryatal Structure of Wild-type and Mutant Plastocyanins from Higher Plant Silene"J. Biochem.,. 125,. 899-903 (1999)

H.Sukawara 等：“来自高等植物 Silene 的野生型和突变型质体蓝素的晶体结构”J。

T.Kohzuma et al.: "The Structure and Unusual pH-dependence of Pastocyanin from Fern Drypeteris crassirhizoma: the Protonation of an Active-Site Histidine is Hindered by p-p interactions"J. Biol. Chem.,. 274,. 11817-11823 (1999)

T.Kohzuma 等人：“来自 Fern Drypeteris crassirhizoma 的 Pastocyanin 的结构和异常 pH 依赖性：活性位点组氨酸的质子化受到 p-p 相互作用的阻碍”J.

H.Hishimoto et al.: "Crystallographic Studies on a Family B DNA Polymerase from Hyperthermophilic Archaeon Pyrococcus kodakaraensis Strain KOD1"J. Biochem.,. 125,. 983-986 (1999)

H.Hishimoto 等人：“来自超嗜热古菌火球菌 kodakaraensis 菌株 KOD1 的 B 族 DNA 聚合酶的晶体学研究”J。

H.Matsumura et al.: "Crystallization and preliminary X-ray diffraction studies of C4-form phosphoenolpyruvate carboxylase from maize"Acta Cryst.,. 55,. 1937-1938 (1999)

H.Matsumura 等人：“来自玉米的 C4 型磷酸烯醇丙酮酸羧化酶的结晶和初步 X 射线衍射研究”Acta Cryst.，。