ガラス転移点でのトリプシンと水和水の相互作用様式に関する結晶学的構造研究

玻璃化转变温度下胰蛋白酶和水合水相互作用模式的晶体学研究

• 批准号: 08272236
• 负责人: 中迫 雅由
• 金额: $ 0.96万
• 依托单位: The Institute of Physical and Chemical Research
• 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-08272236/
• 关键词: 蛋白質の水和; ガラス転移; 低温蛋白質結晶解析; 蛋白質のダイナミクス

本研究では、低温蛋白質X線結晶構造解析によって、(1)水溶性蛋白質の水和構造の詳細な解析、(2)蛋白質熱振動のガラス転移と蛋白質の水和構造様態の関連の探究(3)低温蛋白質X線回折実験技術のより多くの蛋白質立体構造解析への応用を目的として行われた。(1)トリプシンの3種類の結晶について低温構造解析を行い、詳細な水和構造検討の結果、蛋白質の折れ畳みに不可欠と考えられる水和水およびその結合サイトの同定を行うことができた。また、溶媒領域に露出した疎水性アミノ酸残基の水和形態を直接論じることができた。その結果、疎水性アミノ酸残基の水和は、その周辺に存在する水和サイトに制限されて形成されるため、その溶媒和エネルギーは、それらの環境に大きく依存することが示された。蛋白質表面の水和水は、蛋白質の原子や他の水和水と水素結合して、蛋白質表面を覆う程度に大きな水和クラスターを形成することが明らかとなった。特に、これらのクラスターは、蛋白質の低振動ダイナミクスを液体窒素温度で凍結していることが強く示唆された。また、同様の解析をシタロン脱水素酵素やイソプロピルリンゴ酸脱水素酵素についても行った。(2)については、トリプシン結晶に対して、100、115、130、145、160、170、210、293Kの温度で1.6Å分解能での測定と構造精密化を行い、水和構造を比較検討した。100Kから170Kの温度範囲では、水和構造に大きな変化がなかったが、210Kでは、水和水の量が293Kで見い出されたものと大きな差異がないことが明らかとなった。この結果は、蛋白質のガラス性転移が蛋白質表面の水和ネットワークに大きく左右されていることを示す結果である。(3)本研究で熟成された低温X線結晶構造解析法は、一酸化窒素還元酵素、tRNA合成酵素、Ca-ATPase、キシラーゼの各結晶の回折強度データ収集に適用された。

This study で は, low protein X-ray crystal structure parsing に よ っ て, (1) water soluble protein の water and structural の detailed な parsing, (2) protein thermal vibration の ガ ラ ス planning move と protein の water and tectonic others state の masato even の explore (3) low protein X-ray inflexion be 験 technology の よ り more く の protein three-dimensional structure parsing へ の 応 purpose を と し わ て line Youdaoplaceholder0. (1) ト リ プ シ ン の 3 kinds の crystallization に つ い て low temperature structure line を い beg の results, detailed な water and structural 検 の, protein folding れ 畳 み に not owe と exam え ら れ る water and water お よ び そ の combining サ イ ト の with fixed line を う こ と が で き た. ま た, solvent に reveal し た 疎 water-based ア ミ ノ acid residues の を directly concerning water and form じ る こ と が で き た. そ の results, water-based 疎 ア ミ ノ acid residues の は, and water そ の weeks 辺 に exist す る water and サ イ ト limitations に さ れ て form さ れ る た め, そ の solvent and エ ネ ル ギ ー は, そ れ ら の environment に big き く dependent す る こ と が shown さ れ た. は の protein surface water and water, protein の atomic や he の water and water と element combination し て, protein surface を う degree に big き な water and ク ラ ス タ ー を form す る こ と が Ming ら か と な っ た. に, こ れ ら の ク ラ ス タ ー は, low protein の vibration ダ イ ナ ミ ク ス を liquid smothering, freezing temperature で し て い る こ と が く and shown strong sucking さ れ た. ま た, with others in analytical を の シ タ ロ ン dehydrated vegetable enzyme や イ ソ プ ロ ピ ル リ ン ゴ acid dehydration vegetable enzyme に つ い て も line っ た. (2) に つ い て は, ト リ プ シ ン crystallization に し seaborne て, 100, 115, 130, 145, 160, 170, 210, 293 k の temperature で 1.6 A decomposition can で の determination と structure line motors を い, water, and を compare beg し 検 た. 100 k か ら の temperature 170 k fan 囲 で は, large water and tectonic に き な variations change が な か っ た が, 210 k で は, water amount and water の が 293 k で see い out さ れ た も の と big き な differences が な い こ と が Ming ら か と な っ た. こ の results は, protein の ガ ラ ス planning move の が protein surface water and ネ ッ ト ワ ー ク に big き く around さ れ て い る こ と を で す results indicated あ る. (3) In this study, the low-temperature X-ray crystallization structure analysis method of で aging された, one-acid nitrin-reducing enzyme, tRNA synthesis enzyme, Ca-ATPase, キシラ <s:1> ゼ <s:1>, the fold strength of each crystal <e:1>, デ に タ タ タ に に and applicable された were collected.

项目成果

中迫雅由: "蛋白質結晶の液体窒素温度への冷却方法" 生物物理. 36. 110-111 (1996)

Masayoshi Nakasako：“将蛋白质晶体冷却至液氮温度的方法”生物物理学 36. 110-111 (1996)。

中迫雅由: "低温下での蛋白質X線結晶構造解析(2)" The Journal of TARA sakabe Project. 2. 114-121 (1996)

Masayoshi Nakasako：“低温下的蛋白质 X 射线晶体结构分析（2）” TARA sakabe 项目杂志 2. 114-121（1996）。

Nagata et al.: "CryocrysTallography of 3-IsopropyLmatate dehydrogenase from Thermus Thermophiws and is chimeric enzyme" Acta Crystallographica Section D. D52. 623-630 (1996)

Nagata 等人：“来自Thermus Thermophiws 的3-异丙酸脱氢酶的CryocrysTallography 是嵌合酶”《晶体学报》D. D52 部分。

中迫雅由: "蛋白質のX線結晶構造解析" 食品機械装置. 33. 86-96 (1996)

Masayoshi Nakasako：“蛋白质的X射线晶体结构分析”食品机械和设备33。86-96（1996）。

中迫雅由: "低温下での蛋白質X線結晶構造解析(3)" The Journal of TARA sakabe Project. 2. 87-97 (1996)

Masayoshi Nakasako：“低温下的蛋白质 X 射线晶体结构分析（3）” TARA sakabe 项目杂志 2. 87-97（1996）。