酸素還元能を持つ新規NO還元酵素の構造解析と機能変換

一种具有氧还原能力的新型NO还原酶的结构分析及功能转化

• 批准号: 08249209
• 负责人: 福森 義宏
• 金额: $ 1.15万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 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: 1996
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1996 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-08249209/
• 关键词: NO(一酸化窒素); 呼吸鎖; 電子伝達; 進化

これまで脱窒細菌から精製されたNO還元酵素は極めて不安定であり、さらに酸素還元活性を持たないと報告されていた。しかしながら、最近私達はParacoccus denitrificansATCC35512のNO還元酵素が酸素存在下でも安定であり、酸素還元酵素活性を示すことを見いだしたので、本年度は、その大量精製と遺伝子クローニングおよび全アミノ酸配列について決定した。(1)大量精製と金属定量本酵素の大量精製方法について検討したところ、ヒドロキシアパタイトや銅キレートカラムにより、本酵素の精製が可能であることを見いだし、大量の酵素を得ることに成功した。その結果、金属定量や活性部位の構造研究に必要なESR測定が可能となった。得られた酵素の金属定量を行ったところ、本酵素は銅原子を持たず、非ヘム鉄を酵素1分子あたり1〜2分子持つことが明らかとなった。また、シアンによる活性の阻害が、high spin hemeへのシアンの結合によることをESR測定から確認した。(2)遺伝子クローニングと全アミノ酸配列本酵素の遺伝子をクローニングし、全アミノ酸配列を推定した。その結果、本酵素のヘムb結合サブユニットにはヘム・銅オキシダーゼのサブユニットIにおいて普遍的に保存されている6個のヘム・銅配位ヒスチジン残基が完全に保存されていた。この結果は、NO還元酵素のNO還元部位もヘム・銅オキシダーゼと同様に複核中心を形成していることを示唆する。しかしながら、本酵素は銅原子を持たず、非ヘム鉄を持つ。従って、複核中心はヘムb-Feである可能性が示唆されるが、これまで非ヘム鉄蛋白質の単核及び複核サイトへの配位が総てヒスチジンである例はなく、本酵素の活性部位の分子構造に興味が持たれる。

こ れ ま で smothering off bacteria か ら refined さ れ た NO yuan enzyme は also extremely め て unrest で あ り, さ ら に acid element is yuan activity を た な い と report さ れ て い た. <s:1> ながら, recent private reach ながら Paracoccus DenitrificansATCC35512 の NO yuan が acid element in the presence of enzymes also で も settle で あ を り acid element also yuan and enzyme activity in す こ と を see い だ し た の で, this year's は, そ の traces of a large number of refined と 伝 son ク ロ ー ニ ン グ お よ び full ア ミ ノ acid with column に つ い て decided し た. (1) a large amount of refined と quantitative the enzyme の refined method of metal に つ い て beg し 検 た と こ ろ, ヒ ド ロ キ シ ア パ タ イ ト や copper キ レ ー ト カ ラ ム に よ り, this enzyme の refined が may で あ る こ と を see い だ し, a large number of の enzyme を る こ と に successful し た. Youdaoplaceholder0 そ results, quantitative study of metal や active site <e:1> structure に necessary なESR determination が possible となった. Have ら れ た enzyme の metal line quantitative を っ た と こ ろ, this enzyme は copper atoms を た ず, non ヘ ム iron objects 1 を enzyme molecule あ た り 1 ~ 2 molecules hold つ こ と が Ming ら か と な っ た. ま た, シ ア ン に よ る active の resistance against が, high spin heme へ の シ ア ン の combining に よ る こ と を ESR measurement か ら confirm し た. (2) heritage 伝 son ク ロ ー ニ ン グ と full ア ミ ノ acid with column traces of this enzyme の 伝 son を ク ロ ー ニ ン グ し, whole ア ミ ノ acid with column を presumption し た. そ の results, the enzyme の ヘ ム b with サ ブ ユ ニ ッ ト に は ヘ ム · copper オ キ シ ダ ー ゼ の サ ブ ユ ニ ッ ト I に お い て common に save さ れ て い る six の ヘ ム · copper coordination ヒ ス チ ジ ン residues が に completely preserved さ れ て い た. は こ の results, NO の NO also yuan yuan enzyme parts も ヘ ム · copper オ キ シ ダ ー ゼ と with others に review center を form し て い る こ と を in stopping す る. <s:1> ヘム ながら, copper atoms of this enzyme を hold たず, non-ヘ ム iron を hold ながら. 従 っ て, check center は ヘ ム b - Fe で あ が る possibility in stopping さ れ る が, こ れ ま で non ヘ ム iron objects protein の 単 nuclear and び review サ イ ト へ の ligand が 総 て ヒ ス チ ジ ン で あ る example は な く, this enzyme の active site の molecular structure に tumblers が hold た れ る.

项目成果

福森義宏、秋山卓理: "酸素還元能を有するNO還元酵素の構造機能相関" 生体機能における金属イオンの特異的作用の分子科学. 81 (1996)

Yoshihiro Fukumori、Takuri Akiyama：“NO 还原酶与氧还原能力的结构功能关系”金属离子对生物功能的特定影响的分子科学 81 (1996)。

T.Fujiwara and Y.Fukumori: "Cytochrome cb-Type Nitric Oxide Reductase with Cytochrome c Oxidase Activity from Paracoccus denitrificans ATCC35512" J.Bact.178. 1866-1871 (1996)

T.Fujiwara 和 Y.Fukumori：“来自脱氮副球菌 ATCC35512 的具有细胞色素 c 氧化酶活性的细胞色素 cb 型一氧化氮还原酶”J.Bact.178。