X線結晶解析による金属蛋白質の構造生物化学

使用 X 射线晶体学研究金属蛋白的结构生物化学

• 批准号: 12147206
• 负责人: 箱嶋 敏雄
• 金额: $ 32.9万
• 依托单位: Nara Institute of Science and 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: 2000
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2000 至 2004
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-12147206/
• 关键词: X線; 構造生物学; 金属; ジストニア; アロステリック

X線結晶解析により金属蛋白質、およびその制御蛋白質やシグナル分子(あるいは基質)との複合体の結晶構造を決定し、得られた三次元構造をもとに金属の果たす役割とその制御メカニズムを解明することを目的とした。特に、制御蛋白質などとの相互作用を通して、金属を含むセンサーあるいは活性部位の配向や構造、蛋白質内部での金属周辺の環境や金属の配位状態がどのように変化して、活性等の切り換え(スウィッチ)機構が達成されるかを主眼にして、研究を推進した。MgイオンあるいはMnイオンを必須として(2-metal center)、枝分かれしたDNAを切りそろえるFEN-1 (flap endonuclease 1)の構造解析と機能解析を完了して、論文発表した。このFEN-1は、5'末端突出DNA (flap DNA)を特異的に切断する構造特異的ヌクレアーゼであり、DNA複製ではラギング鎖の岡崎フラグメントのRNAプライマーを、塩基除去修復では損傷塩基を含むオリゴヌクレオチドを切断除去する。FEN-1の酵素活性は、この酵素をDNAに固定するDNAクランプであるproliferating cell nuclear antigen (PCNA)と結合することによって、大幅に促進される。ヒト由来のFEN-1とPCNAとの複合体結晶構造をもとに、両者間の相互作用には、ドメイン-ドメインのものと、ドメイン-ペプチド性のものがあり、FEN-1のコアドメインとPCNAリングとの相互作用がFEN-1を不活性な、しかしDNA上の移動には都合のよい、状態に保つというメカニズムを提唱し、変異実験による解析によって、証明した。また、FEN-1、PCNA、DNAの三者複合体の結晶化については、今後の展開に期待できるところまで、推進することができた。

X-ray crystal analysis of metal protein, protein In particular, the interaction between protein and metal is controlled. The alignment structure of active site, the environment of metal periphery inside protein and the coordination state of metal are changed. The mechanism of activity is achieved. The structural and functional analysis of FEN-1 (flap endonuclease 1) has been completed and the paper is presented. The FEN-1 gene has a specific 5'-terminal overhang DNA (flap DNA), a structurally specific DNA fragment, DNA replication, and RNA deletion. The enzyme activity of FEN-1 is greatly promoted by DNA amplification and binding of the enzyme to DNA. The crystal structure of FEN-1 and PCNA complex is related to the origin of FEN-1, the interaction between FEN-1 and PCNA, the interaction between FEN-1, the interaction between FEN-1 and PCNA, Crystallization of FEN-1, PCNA and DNA complex, and expectation of future development

项目成果

箱嶋 敏雄: "Rhoシグナリングの構造生物学"生化学「特集:構造生物学の最前線」(稲垣冬彦・箱崎敏雄編). 74・10. 1237-1242 (2002)

箱岛敏夫：“Rho信号传导的结构生物学”生物化学“特辑：结构生物学的前沿”（稻垣冬彦和箱崎敏夫编辑）74・10（2002）。

K.Ihara: "Crystallization and prelimiuarg"Acta Crgstallogr.D. 56. 1042-1044 (2000)

K.Ihara：“结晶和预沉淀”Acta Crgstallogr.D.

Crystal structure of the inhibitory GTP Cyclohydrolase I and GFRP complex.

抑制性 GTP 环化水解酶 I 和 GFRP 复合物的晶体结构。

• 发表时间: 2004
• 期刊: Pterins, Folates and Neurotransmitters in Molecular Medicine (SHS Gesellschaft fur klinische Ernahrung mbH)
• 作者: Hatakeyama;T.;Maita;N.;Okada;K.;Hakoshima;T.
• 通讯作者: T.

Shimizu, T.: "Parallel coiled-coil association of the RhoA-binding domain in Rho-kinase."J.Biol.Chem.. 278・46. 46046-46051 (2003)

Shimizu, T.：“Rho 激酶中 RhoA 结合结构域的平行卷曲螺旋关联。”J.Biol.Chem.. 278・46 (2003)。

北野 健: "ポストシーケンス タンパク質実験法 第3巻 構造機能解析の基礎(上)"東京化学同人. 23 (2002)

Ken Kitano：“后测序蛋白质实验方法第 3 卷：结构功能分析基础知识（第 1 部分）”东京化学同人 23（2002）。