权益分类	功能权益	普通用户	{{item.name}}会员
{{category.name}}	{{benefitItem.name}}

変異体の機能と構造との解析によるチトクロム酸化酵素のプロトンポンプ機構の研究

通过分析突变体的功能和结构研究细胞色素氧化酶的质子泵机制

基本信息

批准号：
18054030
负责人：
島田秀夫
金额：
$ 4.16万
依托单位：
Keio 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

项目摘要

チトクロム酸化酵素は分子状酸素を還元し水にするとともにプロトン(H^+)を膜内側から外側に能動輸送 (ポンプ)する膜蛋白質複合体である。ウシ酵素のX線構造と変異体解析により我々はH-pathwayがH^+ポンプ経路であると提唱している。この経路は、水素結合ネットワークと、これと膜内側分子表面とを連結する水経路とから構成される。この水素結合ネットワークは、補欠分子であるヘムaの側鎖ホルミル基およびプロピオン酸基と水素結合をする。したがって、H^+まヘムaにより駆動されることが示唆される。今回このヘムa側鎖プロピオン酸基の役割を検証するモデル実験を実施した。ヘムbの側鎖プロピオン酸基(6,7位)が、それぞれメチル基に置換されたヘムを合成した。再構成法により6位欠損ヘムをチトクロムP450camに導入し、その機能を検討するとともにX線構造を決定した。構造変化は最小限であり、機能への影響も顕著でなかった(JACS,130,432,2008)。これまで、この側鎖は、ヘムの安定化に重要であるとともに、電子供与体からヘム鉄への電子伝達経路を形成すると提唱されていたが、上記結果は、これらを支持しなかった。側鎖欠損ヘムを利用した側鎖機能の検証が可能である。H^+ポンプの経路と機構との研究には、H^+ポンプ過程での機能中心アミノ酸側鎖官能基の化学構造および立体構造変化を赤外分光法で捕捉することが必要である。しかし、赤外スペクトルの検出と帰属のためには、無細胞系で蛋白合成をし、機能中心アミノ酸の部位特異的安定同位体標識化が不可欠である。細菌のチトクロム酸化酵素を大腸菌の無細胞系で機能発現する研究を10年続け、本年チトクロムc酸化活性と吸収スペクトルが正常である酵素標品を得る系を確立した。この無細胞発現系では、アミノ酸残基の標識化に加え、人工ヘムの導入も可能であり、構造に基づいた反応機構研究に有効である。

The membrane protein complex is composed of molecular acidifying enzymes and membrane protein complexes. The X-ray structure of the enzyme and the analysis of the heterogenous protein are different from those of the H-pathway and H^+ pathway. The molecular surface of the membrane is linked to the water channel. The water binding mechanism is a complex molecule, and the acid binding mechanism is a complex molecule, and the acid binding mechanism is a complex molecule. "H^+" is the most important word in Chinese. This time around, we're going to do a lot of work on the acid base. For example, if the nucleotide group (position 6, position 7) is substituted by a nucleotide group, the nucleotide group is substituted by a nucleotide group. The reconstruction method is to determine the X-ray structure of the 6-bit defect in the P450cam. The minimum limit of structural transformation and the influence of functional transformation (JACS,130,432,2008). This is a very important part of the process of stabilization, and it is important to provide the electron supply and the electron transport system. The side lock function is available for detection. It is necessary to study the mechanism of H^+ ion transition and capture the functional center of H^+ ion transition by chemical structure and stereostructural transformation. The identification of stable isotopes in protein synthesis, functional center and site-specific protein synthesis is indispensable. A 10-year study on cell-free functional development of bacterial acidifying enzymes in Escherichia coli established a system of enzyme markers for this year's study. This cell-free discovery system is based on the identification of acid residues, the introduction of artificial molecules, and the study of molecular mechanisms.

项目成果

期刊论文数量（13）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Reaction mechanism of bovine heart cytochrome c oxidase.

DOI：
10.1016/j.bbabio.2006.04.028
发表时间：
2006-05
期刊：
Biochimica et biophysica acta
影响因子：
0
作者：
S. Yoshikawa;K. Muramoto;K. Shinzawa-Itoh;H. Aoyama;T. Tsukihara;T. Ogura;K. Shimokata;Y. Katayama;H. Shimada
通讯作者：
S. Yoshikawa;K. Muramoto;K. Shinzawa-Itoh;H. Aoyama;T. Tsukihara;T. Ogura;K. Shimokata;Y. Katayama;H. Shimada

Evaluation of the functional role of the heme-6-propionate side chain in cytochrome P450cam