酸素発生型光合成系の分子構築の動態を制御するプロテアーゼの研究

控制释氧光合系统分子结构动力学的蛋白酶研究

基本信息

批准号：
09267222
负责人：
佐藤公行
金额：
$ 1.41万
依托单位：
Okayama University
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

光化学系II反応中心を構成するD1タンパク質はC-末端に8-16のアミノ酸よりなる延長部分を持っており,この部分は翻訳直後核支配のプロセシングプロテアーゼにより切断されて,その機能が発現する。本研究では,このプロテアーゼについて解析し,以下の結果を得た。プロセシングプロテアーゼの活性中心の解析:D1のC-末プロセシングプロテアーゼには特異的な阻害剤が見出されておらず,この酵素の活性中心は新しいタイプのものであると考えられている。本研究では,本酵素の触媒機構を明らかにするため,酵素遺伝子(ctpA)に部位特異的な変異を導入し,活性中心を構成するアミノ酸残基の同定と,反応の分子機構の解明を試みた。Synechocystis sp. PCC6803株を用い,本酵素を構成する427残基のアミノ酸のうち,保存されている14残基について,部位特異的にこれらをAlaに置換し,得られた変異株について,独立栄養性,D1前駆体プロセシングの有無等を解析した。その結果,本酵素のAsp253,Arg255,Ser313,Glu316とLys338が活性発現に重要であることが示され,ついで,これら5つのアミノ酸をAla以外の他のアミノ酸に置換して同様の解析を行ったところ,Ser313とLys338が活性中心を構成するアミノ酸である可能性が示唆された。すなわち,Synechocystisを用いたプロセシング酵素タンパク質鵜の部有特異的改変による解析から,新しい型のプロテアーゼと考えられるCtpAの活性中心がLys/Serで構成されている可能性が示された。

构成光系统II反应中心的D1蛋白在C端具有8-16个氨基酸的延伸部分，该氨基酸在翻译后立即被核控制的加工蛋白酶裂解，其功能表示。在这项研究中，通过分析该蛋白酶获得以下结果。分析加工蛋白酶的活性中心：在D1的C末端加工蛋白酶中未发现特定的抑制剂，并且该酶的活性中心被认为是一种新型。在这项研究中，为了阐明该酶的催化机制，我们将位点特异性突变引入了酶基因（CTPA）中，以鉴定构成活性中心的氨基酸残基并阐明反应的分子机制。 Synechocystis sp。 PCC6803菌株用于14个酶的427个残基的保守氨基酸，并用ALA特异性地将其替换为特定于它们，并分析了所得的突变菌株以进行自身培养和存在或不存在D1前体的处理。结果表明，该酶的ASP253，Arg255，Ser313，Glu316和Lys338对于主动表达很重要，并且通过除ALA以外的其他氨基酸以外的其他氨基酸来代替这5种氨基酸，这表明SER313和LYS338可能是构成活性中心的氨基酸。换句话说，使用Synechocystis对加工酶蛋白进行部分特异性修饰进行分析表明，CTPA的活性中心被认为是一种新型的蛋白酶，由Lys/Ser组成。