ペルオキシダーゼの酸素脱着反応に伴う構造変化の結晶的追跡

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既にArthromyces ramosus由来のペルオキシダーゼ(ARP)の結晶構造を1.9Å分解能で決定している。またシアンイオンおよび三ヨウ素イオン結合型の構造を決定し、これらのイオンがヘムの遠位側からヘム鉄に結合するに伴い、活性部位を構成する残基がいかなるコンフォメーション変化を起こしたかを具体的に示した。そこで平成6年度は、ARPが基質である過酸化水素と反応する際、どのような構造変化を起こすかを、以下の2通りの方法で調べた。1.溶液状態ではARPは基質である過酸化水素と速やかに反応して中間体compound Iに変換されるが、結晶状態では、予期に反し、この変換が認められなかった。結晶状態でもARPはシアンイオンと結合することから、上記のことはcompound Iへの変換にはARP分子の動きが必要であることを示唆している。グラフィクスを用いて素反応を立体化学的に検討し、ARPは活性残基(遠位ヒスチジン)のイミダゾール環の配向が制限を受けているため、反応が進行しないと解釈した。これを実証するため、イミダゾール環の配向を制御している水素結合の方向が変化したあるいはこれを無くした変異ARPの調製を検討中である。2.阻害剤が脱着することに伴うARPの動きを見るため、ARPの一酸化炭素結合型の結晶を調製した。一酸化炭素結合型の構造を精密に決定し、さらにフラッシュフォトリシスで一酸化炭素の解離に伴うタンパク部分の早い動きを追跡する予定である。なおARPのnative結晶は放射光を利用したラウエ法に適していることを確認した。