ガスセンサータンパク質の化学反応と信号伝達

气敏蛋白的化学反应和信号转导

• 批准号: 19029029
• 负责人: 水谷 泰久
• 金额: $ 1.22万
• 依托单位: Osaka 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: 2007
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2007 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19029029/
• 关键词: 共鳴ラマン分光法; 時間分解分光法; センサータンパク質

FixLは根粒菌由来の酸素(O2)センサーヘムタンパク質で、N末端側のヘムを含むセンサードメインと、C末端側のキナーゼドメインからなる。高酸素条件ではヘムはO_2結合形になりキナーゼ不活性で、低酸素条件ではO_2解離形となりキナーゼ活性となる。FixLの機能発現機構を理解するためには、リガンドの脱着に伴ってどのような構造変化が誘起されるのかを明らかにすることが重要である。本研究では、全長タンパク質およびセンサードメインについて、時間分解共鳴ラマン分光法を用いて、O_2およびCO光解離に伴うへみの構造ダイナミクスを調べた。O_2解離の場合、v(Fe-His)、γ7、v8バンドについて、サブマイクロ秒からマイクロ秒にかけてバンド強度の変化が観測された。一方、CO解離では、このような強度変化は観測されなかった。したがって、これらめバンド強度の変化は、FixLのリガンド識別およびO_2検知に関与する構造変化に由来すると考えられる。また、CO解離、O_2解離ともに、全長タンパク質ではセンサードメインのみのものに比べて構造変化の速度が遅くなった。これは、構造変化がキナーゼドメインと連動していることを強く示唆する。得られたデータを基にして、リガンド解離に伴う構造変化のモデルを提案した。本研究の結果は、FGループのシフトがキナーゼ活性の抑制に作用するという仮説を支持するとともに、ヘムのドーミングが複合的にFixLのキナーゼ活性を制御しているということを示唆する。次に明らかにすべき点は、タンパク質部分の構造変化である。Tyr、Trp、Pheなどの芳香族アミノ酸残基は200〜300nmに吸収帯を持っているので、紫外光を用いることでこれらのアミノ酸残基の共鳴ラマンスペクトルを選択的に測定することができる。タンパク質部分の構造変化とヘムの構造変化とがどのように連動して起きているかが明らかになれば、センサータンパク質の情報伝達機構の解明に大きく近づくと考えちれる。

FixL は root granule bacteria origin の acid element (O2) セ ン サ ー ヘ ム タ ン パ ク で, N terminal side の ヘ ム を containing む セ ン サ ー ド メ イ ン と, C terminal side の キ ナ ー ゼ ド メ イ ン か ら な る. High acid element condition で は ヘ ム は O_2 combination form に な り キ ナ ー ゼ not active で, low acid conditions で は O_2 dissociation form と な り キ ナ ー ゼ active と な る. FixL の function 発 institutions now を understand す る た め に は, リ ガ ン ド の off the に with っ て ど の よ う な structure - the が induced さ れ る の か を Ming ら か に す る こ と が important で あ る. This study で は, span タ ン パ ク qualitative お よ び セ ン サ ー ド メ イ ン に つ い て, time decomposition resonance ラ マ ン spectrometry を with い て, O_2 お よ び CO photolysis from に with う へ み の tectonic ダ イ ナ ミ ク ス を adjustable べ た. O_2 dissociation の occasions, v (Fe - ihs), gamma 7, v8 バ ン ド に つ い て, サ ブ マ イ ク ロ seconds か ら マ イ ク ロ seconds に か け て バ ン の ド strength variations change が 観 measuring さ れ た. One side, CO dissociation で で, <s:1> ような intensity variation 観 観 measurement されな されな った った. し た が っ て, こ れ ら め バ ン ド strength の - は, FixL の リ ガ ン ド recognition お よ び O_2 検 know に masato and す る structure - the に origin す る と exam え ら れ る. ま た, CO dissociation, O_2 dissociation と も に, span タ ン パ ク qualitative で は セ ン サ ー ド メ イ ン の み の も の に than べ て structure - the の speed が 遅 く な っ た. こ れ は, structural variations が キ ナ ー ゼ ド メ イ ン と correlation し て い る こ と を く and shown strong sucking す る. Have ら れ た デ ー タ を base に し て, リ ガ ン に ド dissociation with う structure - the の モ デ ル を proposal し た. の results of this research は, FG ル ー プ の シ フ ト が キ ナ ー ゼ inhibit active の に す る と い う 仮 says を support す る と と も に, ヘ ム の ド ー ミ ン グ が composite に FixL の キ ナ ー ゼ active を suppression し て い る と い う こ と を in stopping す る. The <s:1> structural changes である of the <s:1> and タ タ パ パ <s:1> of the <s:1> mass at the に point ら である にすべ にすべ にすべ である. Tyr, Trp, Phe な ど の aromatic ア ミ ノ acid residues は 200 ~ 300 nm に suction 収 帯 を hold っ て い る の で, uv を い る こ と で こ れ ら の ア ミ ノ acid residues の resonance ラ マ ン ス ペ ク ト ル を sentaku に determination す る こ と が で き る. タ ン パ ク qualitative part の structure - the と ヘ ム の structure - the と が ど の よ う に correlation し て up き て い る か が Ming ら か に な れ ば, セ ン サ ー タ ン パ ク qualitative の intelligence 伝 of institutions の interpret に big き く nearly づ く と exam え ち れ る.

项目成果

タンパク質ダイナミクスと水素結合

蛋白质动力学和氢键

• 发表时间: 2007
• 作者: M.;Murata;T.;Odagiri;N.;Kouchi;H. Y. Zhou;水野操;森田繁;森田繁;Yasuhisa Mizutani;後藤基志;水谷泰久
• 通讯作者: 水谷泰久

Picosecond protein dynamics of myoglobin upon ligand dissociation studied by ultraviolet resonance Raman spectroscopy

紫外共振拉曼光谱研究配体解离时肌红蛋白的皮秒蛋白质动力学

• 发表时间: 2007
• 作者: T.;Nakazato;T.;Odagiri;K.;Yachi;L.;Ishikawa;H.;Fukuzawa;H.;Miyagi;M.;Kitajima;N.;Kouchi;Y. Mizutani
• 通讯作者: Y. Mizutani

時間分解共鳴ラマン分光法によるタンパク質ダイナミクスの観測:構造変化と機能

通过时间分辨共振拉曼光谱观察蛋白质动力学：结构变化和功能

• 发表时间: 2007
• 作者: T. Odagiri;M. Murata;K. Funatsu;T. Tanabe;I. H. Suuki;M. Kitajima;and N. Kouchi;水谷泰久
• 通讯作者: 水谷泰久

The formation of hydrogen bond in the proximal heme pocket ofHemAT-Bs upon ligand binding

配体结合后 HemAT-B 近端血红素袋中氢键的形成

• 发表时间: 2007
• 期刊: Biochem.Biophys.Res.Commun 357
• 作者: Hirokazu IWAWAKI;Isao SINOHARA;Toshikazu KATO;Hideaki Yoshimura
• 通讯作者: Hideaki Yoshimura

Primary protein responses of myoglobin after ligand dissociation revealed by time-resolved resonance Raman spectroscopy

时间分辨共振拉曼光谱揭示配体解离后肌红蛋白的主要蛋白质反应

• 发表时间: 2007
• 作者: Yasuhisa;Mizutani
• 通讯作者: Mizutani