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シトクローム酸化酵素の機能発現機構の量子構造生物学的解析

细胞色素氧化酶功能表达机制的量子结构生物学分析

基本信息

批准号：
20051003
负责人：
BOERO Mauro
金额：
$ 3.97万
依托单位：
University of Tsukuba
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：
2008
资助国家：
日本
起止时间：
2008 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究は, シトクローム酸化酵素(CcO)による生物機能の発現機構を, 電子構造に基づいて解明することを目的として推進している。本年度は以下の研究成果を得た。1)CcOの生物機能において, ヘムaおよびヘムa3はその鍵を握る部位である。本年度は, これらをタンパク質外部に取り出し, 単体で存在する場合の電子構造を計算することにより, 逆にCcO内部のヘムの電子状態を解析するストラテジを提案した。その結果, CcO内部ではヘムーリガンドの結合は最安定とは異なる状態にあり, CcOの疎水性アミノ酸残基が, ヘムーリガンド結合に一種のストレスを与えることにより, CcOの機能発現に必要となる電子構造を創出している可能性が明らかになった。2)CuAサイトは, シトクロームcとの電子授受において, 最初に重要な役割を果たす2核銅結合部位である。その解析のために, 銅結合構造が既に詳細に解析されているアズリンをテスト系に用いて, 新規に開発した我々のQM/MM計算システムの評価をまず行った。その結果, 従来の第一原理計算では再現できなかったアズリンにおける銅結合構造が, 本研究により初めて正確に得られることを示した。そこでこの計算システムをCuAサイトに応用したところ, 正確な酸化還元電位が理論的に得られることもわかった(実験値とよい一致をみた)。さらに, 「CuA単独」および「その周囲のタンパク質構造を含む場合」の両者について, 電子構造計算を行い比較したところ, 酸化還元電位には約2倍もの差が生じ, 特にヘムに結合したプロピオン酸部分との相互作用が, CuAの機能に影響を与えることが示唆された。これは, CcO内部において各機能中心が単独で作用するのではなく, 物理的な相互作用に基づく, 機能中心同士のコミュニケーションが機能を制御していることを示すものである。

In this study, the biological mechanism of acidifying enzyme (CcO) was established, and the purpose of this study was to improve the performance of the biological system. The following research results have been awarded this year. 1) the CcO biomechanics can make sure that the position of the grip is very tight. This year, there is an increase in the number of external applications, and there is a combination of electrical power generation and computer calculation in the current year. This year, the CcO internal computer status analysis system is required to improve the performance of the system. According to the results of the test, the CcO internal thermal performance test system combines the most stable operating system status, the CcO environmental monitoring system, and the environmental monitoring system. The CcO machine is able to realize that the necessary electrical equipment can be used to detect the possibility of generating electrical equipment. 2) the CuA equipment is used to receive and receive the electronic equipment. At first, it is important to cut the results of the nuclear joint. In this paper, we analyze the information system, and in combination with the system, the system is used, and the new specification starts to use the QM/MM to calculate the information system. According to the results of the first principle calculation, the first principle calculation shows that there are significant differences in the structure of the system, and the results are correct at the beginning of this study. It is necessary to calculate the accuracy of the CuA information system, which is correct for acidifying the theoretical basis of the potential theory. In this paper, the CuA computer is used to determine whether there is a combination of electrical equipment in the system. The computer is used to calculate the electrical potential of the device, and the acidizing potential is about 2 times higher than that of the customer. The interaction between the two parts of the device is analyzed, and the CuA machine is used to demonstrate the interaction between the two components. In the CcO, the internal mechanical energy center is responsible for the independent function of the mechanical energy center, the physical interaction mechanism, and the mechanical energy center. The mechanical energy center can control the mechanical performance of the mechanical equipment.