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

基本信息

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

项目摘要

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

氧化和还原塑料（PC）的X射线结构分析，这是一种源自蓝细菌Synechococcus sp的光合电子转移蛋白。 PCC7942分别以1.9Å和1.8Å的分辨率进行。通常，PC在较高的植物中有99个残基和绿藻中的97个残基，并且氨基酸的总数得到了保守。 1999年报道的蕨类植物的PC有102个残基，这是迄今为止已发现的较高植物中最长的PC，但是该研究主题中解决的PC由迄今为止发现的最短91个残基组成。它没有在蛋白质水平上发现，并且在基因中发现了它。另一个特征是它没有酸性结合位点的结构，这被认为是电子传输组件的识别位点。在这项研究中，使用大肠杆菌表达了大量新型的蓝细菌衍生的PC，并进行了结晶的结构分析。分析表明，尽管氨基酸同源性极低，但总体结构相似。 AGR88被覆盖在Tyr83的芳族环上，该环被认为是电子传输的入口，观察到π-π堆积相互作用。在5.0的pH下获得了晶体，但是尽管氧化和还原体的平均X射线结构之间的偏差很小，但低至0.08Å，但他的配体却在0.36Å中移动，而Arg88（远离铜离子）的Arg88偏移，远离铜离子，但仍移动了0.42。在远离铜的位置获得了少量但显着的结构变化，而Tyr83（电子传输的窗口）的作用很重要，并且由于分子进化而不会丢失。