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合成酵素によるATPの基質活性化機構-アスパラギン合成酵素のX線結晶解析

合成酶的 ATP 底物激活机制 - 天冬酰胺合成酶的 X 射线晶体分析

基本信息

批准号：
07660110
负责人：
加藤博章
金额：
$ 1.41万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
财政年份：
1995
资助国家：
日本
起止时间：
1995 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究の目的は、反応機構を異にする2つの合成酵素のX線結晶構造を基に、合成酵素がいかにATPを用いて基質を活性化しているかを明らかにすることにある。そこで、1)アスパラギン合成酵素のX線結晶構造解析を行い、同酵素の基質認識機構を原子レベルで解析するとともに、2)結晶構造を我々の手で解析したグルタチオン合成酵素と比較することにより、両酵素のATP認識機構の共通点と相違点を三次元構造に基づいて明らかにした。まず、アスパラギン合成酵素のX線結晶構造を2.7Åで決定した。解析は、白金およびサマリウム誘導体結晶を用いた多重同型置換法を用いて行った。得られた、立体構造は、酵母由来のアルパラギン酸tRNA合成酵素の活性ドメインと非常によく似ていた。ところが、両酵素のアミノ酸配列(一次構造)は、ほとんど類似性がない。しかし、立体構造に基づいてアミノ酸配列を比較したところ、活性中心を構成しているアミノ酸残基だけが保存されていることが判明した。両酵素は、いずれもATPのαリン酸基を用いてアスパラギン酸のカルボキシル基を活性化するという共通の化学反応機構を有することから、これら酵素は、ある単純な化学反応を触媒する祖先タンパク質から基質特異性を獲得しつつ変異を繰り返して立体構造を維持しながら進化してきたと考えられる。次に、ATP結合部位について、グルタチオン合成酵素との比較を行ったところ、両酵素とも、ATP結合部位は逆平行βシート構造で構成されているという類似性があった。しかし、グルタチオン合成酵素では、ATPのγリン酸基を基質へと転移可能な位置に基質の結合部位があるのに対して、アスパラギン合成酵素では、ATPがαリン酸基の位置でくの字に曲がりαリン酸基へと基質が攻撃しやすいようになっているという違いが判明した。

The purpose of this study is to investigate the X-ray crystallographic structure of two kinds of synthetic enzymes. 1) Analysis of X-ray crystal structure of enzyme, analysis of substrate structure of enzyme, comparison of crystal structure of enzyme, analysis of substrate structure of enzyme, analysis of substrate structure of enzyme, comparison of substrate structure of enzyme, analysis of substrate structure of enzyme. The X-ray crystal structure of the enzyme was determined at 2.7 ° C. The method of multiple isotype substitution was used to analyze the crystal structure of platinum. The activity of tRNA synthase is very similar to that of yeast. The sequence of enzymes (primary structure) is similar to that of enzymes. The structure of the active center was determined by comparing the structure of the base with that of the acid residue The enzyme is composed of ATP and α-hydroxy acid groups. The enzyme is composed of ATP and α-hydroxy acid groups. Comparison of ATP binding sites and ATP binding sites in the enzyme system; In the case of ATP synthase, the position of ATP α-amino acid group in the matrix may be shifted, and the binding site of the matrix may be shifted.

项目成果

期刊论文数量（2）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

T. Nakatsu, H. Kato, J. Oda: "Crystallization and Preliminary Crystallogrophic Study of Asparagine Symthetase from Escherichia coli" Acta Crystallogr. D. (印刷中).

T. Nakatsu、H. Kato、J. Oda：“大肠杆菌天冬酰胺合成酶的结晶和初步结晶研究”Acta Crystallogr D.（出版中）。

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通讯作者：
F.Yokokawa