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機能を制御する水素結合を直接見る金属蛋白質の超高分解能X線結晶解析

对金属蛋白进行超高分辨率 X 射线晶体分析，直接观察控制其功能的氢键

基本信息

批准号：
12740365
负责人：
栗栖源嗣
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：
2000
资助国家：
日本
起止时间：
2000 至 2001
项目状态：
已结题

项目摘要

金属蛋白質が金属酵素や電子伝達蛋白質として働くためには、金属-蛋白質間の結合制御が重要であると考えられている。生物無機化学の分野ではモデル金属錯体を使った実験で、配位子に対する水素結合の重要性が指摘されているが、実際の金属蛋白質では不明な点が多い。その理由は蛋白質結晶解析では、通常「金属・炭素・窒素・硫黄」のみの位置情報しか得られず、機能制御に重要である水素原子の正確な位置を求めることが出来ないからである。そこで大型放射光施設Spring-8の高輝度X線を使って亜鉛酵素と鉄・硫黄蛋白質の1.0Å分解能を超える超高分解能構造解析を行い、水素結合の役割を直接確認し、金属蛋白質に特有の結合性制御機構を実験的に解明することを目的としている平成12年度には放線菌S.caespitosusが産出する亜鉛プロテアーゼの構造精密化計算を行った。平成13年度には、もう一つのターゲットである植物型フェレドキシンの超高分解能構造解析を行った。用いたのは、高等植物である杉菜由来のフェレドキシン哩(FdIIである。杉菜Fdllの結晶はリン酸緩衝液を沈殿剤に用いて、ハンギングドロップ蒸気拡散法により調整した。大型放射光施設Spring8に設置されているたんぱく質研究所専用ビームラインを用いて1.2A分解能までの回折強度データをR-merge 6%の精度で収集している。現在、高分解能用精密化プログラムSHELXL97を用いて構造精密化中である。異方性温度因子を導入して計算したところ、約3残基にマルチコンフォメーションが確認された。今後、このフェレドキシンの活性中心である[2Fe-2S]クラスターの立体構造に着目し、高分解能での精密化解析を行っていき、機能を制御する水素結合の直接、間接的な確認を行っていく予定である。

Metalloproteins are important for metal-protein binding. Bioinorganic chemistry is divided into two areas: metal complexes, ligand complexes and water binding. The reason for this is that protein crystallization analysis is usually based on the position information of "metal, carbon, sulfur and sulfur", which is important for functional control. The correct position of water atom is required. The high-intensity X-rays of Spring-8, a large-scale radiation facility, enable the analysis of ultra-high decomposition energy structures of lead enzymes and iron and sulfur proteins, and the direct confirmation of water-element binding, and the analysis of binding control mechanisms unique to metal proteins. Heisei 13 years ago, a plant type of high decomposition energy structure analysis Use Ita no wa, the higher plant cedar, the origin of the figure-leaf kisinin (FdII. The crystallization of Fdll in acid buffer solution was adjusted by the method of evaporation and dispersion. Large scale radiation facility Spring8 was set up to use 1.2A resolution energy to generate a reflection intensity of R-merge with an accuracy of 6% Now, SHELXL97 can be used for high resolution precision construction. The heterosexual temperature factor was introduced into the calculation and confirmed at about 3 residues. In the future, the three-dimensional structure of the active center of the [2Fe-2S] complex will be targeted, the precise analysis of high resolution energy, and the direct and indirect confirmation of water element binding for functional control.