タンパク質のフォールディング、ダイナミクス及び分子認識に関与する水和構造

参与蛋白质折叠、动力学和分子识别的水合结构

• 批准号: 18031005
• 负责人: 新村 信雄
• 金额: $ 6.85万
• 依托单位: Ibaraki 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: 2006
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2006 至 2007
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-18031005/
• 关键词: 水分子; 水素原子; プロトン; 分子認識; 水素結合; 中性子回折; RNase A; 構造生物; 中性子構造生物; 水和水; プロテナーゼ K; インスリン; PK; プロトン化; 脱プロトン化

特定領域研究「水と生体分子」では水と生体分子の相互作用が中心テーマであり、水分子ネットワークはタンパク質のフォールディングやダイナミクスにも関与していると考えられ、基本的なタンパク質の周囲を取り巻く水分子のネットワークおよびそれと相互作用する水素結合の詳細を調べるため中性子回折実験を行うことにした。以下、今年度の成果をまとめて述べる。1)ウシRNaseAの中性子解析と活性部位の水和構造A Wlodawer et al.の結果が従来の酵素反応の機構とは異なる結果を出したのはPO4を含んだ構造に依るのではないかと考えて、PO4を含まない結晶構造解析を行ってみたが、結果はやはり同じでHis 12 のN〓はやはりプロトネーションしていた。しかし,その後の精密な解析でNtのプロトネーションの占有率は測定のpH(=5.8)では8%程度であり、2%のNtは脱プロトン化していることが判明した。これが酵素反応に寄与していると考えれば矛盾はなくなる。2)タンパク質の水素結合中性子解析では水素原子位置が決定されるので、水素結合を(X-H----Y)と表記し、水素原子を原点、HXを横軸の負の方向に取り、アクセプターYを探索し、プロットしてみた。その結果:1)Xとアクセプター、Yを結ぶ直線上に水素原子が乗る例は殆ど無い。2)水素とアクセプター結合距離(r)と水素結合角(θ1)の間には相関がある。タンパク質の水素結合は何故水素原子がドナーとアクセプターを結ぶ直線上に乗らないのか。タンパク質の水素結合の強度を示す一般的な表式はあるのか。その原因を解明する試みが現在進んでおり、新たなパラメータとして角HYZ(θ2)を導入するとr,θ1、θ2間に相関があり、アクセプターのYの孤立電子対方向がこれらの相関に関与していることが判明しつつある。

Specific field research "water and biological molecules": interaction between water and biological molecules: central, molecular, biological, biological The following are the achievements of this year. 1) The analysis of the intermediate structure of RNase A and the structure of the active site of A Wlodawer et al. The results of the analysis of the intermediate structure of RNase A and the structure of the active site of A Wlodawer et al. The results of the analysis of the intermediate structure of RNase A and the structure of A Wlodawer et al. are different. The results of the analysis of the intermediate structure of RNase A and the structure of A Wlodawer et al. are different. The results of the analysis of the intermediate structure of PO4 and the structure of A Wlodawer et al. are different. The results of the analysis of the intermediate structure of RNase A and the structure of A Wlodawer et al. are different. The results of the analysis of the intermediate structure of PO4 and the structure of A Wlodawer et al. are different. After the precise analysis of the pH value, the percentage of Nt in the solution was determined to be 8% and 2% of the pH value in the solution. The enzyme reaction is contradictory. 2) The water element binding neutral sub-analysis of the water element binding is to determine the position of the water element atom, the water element binding (X-H---Y) is to record, the water element atom is to the origin, the HX is to the negative direction of the horizontal axis, the Y is to explore, and the Y is to explore. The results are as follows:1)X 2)Water element binding distance (r) and water element binding angle (θ1) are related to each other. The water element of the substance is combined with the water element atom, and the water element atom is combined with the water element on the straight line. A general expression for the strength of water element binding in a particle is given. The reason for this is to try to understand the relationship between the angle HYZ(θ2) and the correlation between θ 1 and θ 2. The direction of the isolated electron pair between θ1 and θ2 is related to the correlation between θ1 and θ 2.

项目成果

Measurements of small organic molecules on the single crystal neutron diffractmeters for biomolecules at JAERI

JAERI 生物分子单晶中子衍射仪测量有机小分子

• 发表时间: 2006
• 期刊: Physica B 385-386
• 作者: T.OhharaK;Kurihara・T;Tamada・I;Tanaka・N;Niimura・R;Kuroki
• 通讯作者: Kuroki

Neutron protein crystallography: beyond the folding structure of biological macromolecules.

• DOI: 10.1107/s0108767307043498
• 发表时间: 2008
• 期刊: Acta crystallographica. Section A, Foundations of crystallography
• 作者: N. Niimura;R. Bau

中性子結晶解析によって観測されたB型DNAの水和水の配向

中子晶体学观察B型DNA水合水的取向

• 发表时间: 2006
• 期刊: 日本結晶学会誌 48
• 作者: T.OhharaK;Kurihara・T;Tamada・I;Tanaka・N;Niimura・R;Kuroki;新村信雄・平井光博・片岡幹雄;新井栄揮・茶竹俊行・新村信雄
• 通讯作者: 新井栄揮・茶竹俊行・新村信雄

Gurrent Status of IBARAKI Biological Crystal Diffractometer in J-PARC: General View

J-PARC 茨城生物晶体衍射仪现状：概览

• 发表时间: 2007
• 作者: Takaaki;Hosoya;K.;Kusaka;T.;Ohhara;K.;Kurihara;N.;Niimura;I.;Tanaka;T.;Ozeki;K.;Aizawa;M. Arai;Y. Morii;M. Hayashi;K.;Ebataand;Y. Takano
• 通讯作者: Y. Takano

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