蛋白工学的手法による亜硝酸還元系を構成する銅蛋白間の相互作用様式の解析

利用蛋白质工程方法分析构成亚硝酸盐还原系统的铜蛋白之间的相互作用模式

• 批准号: 07660098
• 负责人: 西山 真
• 金额: $ 1.41万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 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
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-07660098/
• 关键词: 亜硝酸還元酵素; 電子伝達; 蛋白質相互作用

我々はAlcaligenes faecalisS-6株において、脱窒の一過程である亜硝酸還元を担う銅含有亜硝酸還元酵素(NIR)及び同酵素への直接の電子伝達物質として同菌より単離された青色銅蛋白質シュードアズリン(PA)の間の電子伝達機構についての解析を行ってきた。我々は、両銅蛋白質間の電子伝達機構を解明するための基礎となる両蛋白質間の相互作用様式を解明するために、PA分子表面に存在するリジン残基の改変体を作製し、それらのNIRに対する親和性を調べることによって、PAが自身の銅原子近傍に存在するリジン残基を介してNIRと相互作用することを明らかにしてきた。そこで、本研究ではNIRの分子表面にある種々の酸性残基を改変し、PAとの相互作用の変化を調べることとした。これまでの我々の研究により、NIRに含まれる2種類の銅原子のうちタイプ1銅がPAから電子を受け取り、タイプ2銅へ電子を受け渡すことが明らかとなっているが、その結果と一致するように、タイプ1銅近傍に存在する酸性アミノ酸残基の改変により、PAとの相互作用が低下することが明らかとなった。これらの結果は、両銅蛋白質の相互作用には静電的相互作用が関与することを示唆している。そこで、様々な組み合わせで各改変体間の電子伝達を調べた結果、NIRのE197とPAのK10間、NIRのGlu118とPAのK57/K77間に相互作用が存在していることが明らかとなった。

We analyzed the direct electron transfer mechanism of copper nitrate reductase (NIR) and isoenzyme in Alcaligenes faecalis S-6 strain. The electron transfer mechanism between the two proteins is explained. The interaction between the two proteins is explained. The modification of the residues on the surface of PA molecule is controlled. The affinity of PA for NIR is modulated. The interaction between the two proteins is mediated by the residues near the copper atom. In this study, the molecular surface of NIR was modified by acid residues, and the interaction between PA and NIR was modified. The results of this study are consistent with those of the NIR, which contains two types of copper atoms: copper, PA, electron, acid, residue, and interaction. The result is that the interaction between copper and protein is related to electrostatic interaction. The electronic interaction between NIR and E197, PA and K10, NIR and Glu118, PA and K57/K77 exists.

项目成果

Murphy,M.E.P.: "Structure of Alcalingenes faecalis nitrite reductase and a copper site mutant,M150E,that contains zinc." Biochemistry. 34. 12107-12117 (1995)

墨菲，M.E.P.：“粪产碱菌亚硝酸盐还原酶的结构和含锌的铜位点突变体 M150E。”

Kukimoto,M.: "Identification of interaction site of pseudoazurin with it redox partner,copper-containing nitrite reductase from Alcaligenes faecalis S-6" Protein Engineering. 8. 153-158 (1995)

Kukimoto,M.：“鉴定假天青与其氧化还原伙伴、来自粪产碱菌 S-6 的含铜亚硝酸还原酶的相互作用位点”蛋白质工程。