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チオレドキシン類似インタエレメント酵素群の構造機能相関と分子進化

硫氧还蛋白类元素间酶的结构-功能关系和分子进化

基本信息

批准号：
09239247
负责人：
井上英史
金额：
$ 1.28万
依托单位：
Tokyo University of Pharmacy and Life Science
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
1997
资助国家：
日本
起止时间：
1997 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

生体分子中の典型元素どうしのインターエレメント結合はS及びSeが関与するものに限られる.チオレドキシン(Trx)類似酵素群の触媒機構には,-SHや-S-S-,あるいは-SeHや-SeS-が反応基あるいは中間体として本質的に関与する.Trx類似酵素群の触媒機構(SH基活性化機構)の観点からインタエレメント結合の生物利用の分子進化を明らかにすることを目標に基礎的な研究を行なった.Trx類似構造酵素の一つであるグルタチオントランスフェラーゼ(GST)の触媒機構において,GSHのチオール基のpK_aを下げて生理条件下でプロトンを解離させることが重要である.我々は,この触媒機構において細胞質型GSTファミリーが少なくとも3つのタイプに分類できることを明らかにした.すなわち,GSHチオール基のpKaの低下にN末端付近のTyrが関与するもの,Serが関与するもの,そして,TyrもSerも関与しないものである.大腸菌GSTは,この第3のタイプに属する.大腸菌GSTのX線結晶解析からは,Cys10の側鎖チオール基,主鎖NH基,His106の側鎖イミダゾール基がGSHチオールの近傍に位置することが示されたが,部位特異的変異によりCys10Ala,His106Asnの変異を同時導入してもGSH1mM,CDNB1mMの条件下でpH6.5での比活性は野生型と比べて低下しなかった.ただし,k_<cat>やK_mなどのパラメーターには影響が見られた.また,反応のpH依存性も変化しており,Cys10側鎖とHis106側鎖がGSHの結合や,酸性条件下での活性に重要であることが示唆された.しかし,中性条件下でのGSHチオール基の活性化には,むしろCys10主鎖NH基が重要と思われる.

Typical elements in biological molecules are どうしのインターエレメントcombination はS and びSeが关 and するものにlimit られる.チオレドキシン(Trx) Catalyst mechanism similar to the enzyme group には,-SHや-S-S-, あるいは-SeHや-SeS -The catalytic mechanism (SH group activation mechanism) of the essence of the がanti-based あるいは intermediate として and the する.Trx-like enzyme group ) の観Point からインタエレメントcombination のbioutilization のmolecule evolution を明らかにすることをtarget にBasic research を行なった.Trx is a catalyst mechanism similar to the structural enzyme の一であるグルタチオントランスフェラーゼ(GST)おいて,GSHのチオールbaseのpK_aを下げてUnder physiological conditions, でプロトンをdissociation させることがimportant である.我々は,このcatalyst agencyにおいてcytoplasmic typeGSTファミリーが小なくとも3つのタイプにclassificationできることを明らかにした.すなわち,GSHチオールbaseのpKaのlowにNTerminal pay close to the Tyrが关与するもの,Serが关与するもの,そして,TyrもSERも关与しないものである. Coliform GSTは,この号3のタイプにする. Escherichia coli GSTのX-ray crystallization analysisからは, Cys10 side-locking チオール base, main locking NH base ,His106のlateral lockイミダゾールbaseがGSHチオールの near the positionすることがshowされたが, site specific Cys10Ala, His106Asn, and GSH1mM, CDNB Under the condition of 1mM, the specific activity at pH 6.5 is lower than that of the wild type, and the specific activity is lower than that of the wild type. K_mなどのパラメーターには Impact が见られた.また,Reverse 応のpH dependence も変化しており,Cys10 Side lock and His106 side lock are combined with GSH and their activity under acidic conditions is important.し, GSH チオール base の activation under neutral conditions には, むしろCys10 main lock NH group がと思われる.