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電子伝達蛋白質複合体の構造化学的解明とその会合・解離の分子機構

电子传递蛋白复合物的结构化学阐明及其缔合和解离的分子机制

基本信息

批准号：
20051002
负责人：
石森浩一郎
金额：
$ 3.84万
依托单位：
Hokkaido 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：
2008
资助国家：
日本
起止时间：
2008 至 2009
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20051002/
关键词：
シトクロムc シトクロム酸化酵素 X線小角散乱回転半径散乱曲線

项目摘要

本年度に得られた研究成果の概要は以下のとおりである.1.シトクロム酸化酵素(CcO)の結合により誘起されるシトクロムc(Cytc)における構造変化の解明Cyt cまその電子受容体であるCcOと結合し,CcO-Cytc電子伝達複合体を形成する際には,その立体構造が変化することで電子伝達反応を制御していると考えられる.一般にはこのような高分子量の膜蛋白質であるCcOを含む蛋白質複合体の構造解析は困難であるが,^<15>NラベルしたCyt cを用いて3D-^1H-^<15>N NOESYHSQC(^<15>N-edited NOESY)を用いることで,CcO結合によるCytcの構造変化を検出することに成功した.特に,本研究者等のこれまでの研究から推定されたCyt cのCcOに対する相互作用部位周辺がCcOの結合に伴い有意な構造変化が観測され,Cyt cはCcOと電子伝達複合体を形成する際にはその相互作用部位付近に特異的な構造変化を起こすことが示唆された.今後さらに定量的な構造解析を進めることにより,構造変化による電子伝達の制御機構が明らかになると期待できる.2.ドッキングシミュレーションによるCcO側の会合部位の同定東京大学の北尾准教授の研究グループと共同で,CcO-Cytc電子伝達複合体形成の際のCcO側の相互作用部位について検討を行った.剛体モデルを用いたドッキングシミュレーションの結果,Cyt c側の相互作用部位は本研究者らがNMRを用いて実験的に明らかにした部位と一致し,一方,CcO側も予想通り,負電荷と疎水性のアミノ酸残基による相互作用部位の形成が認められた.さらにここで得られた結果についてMDを適用することにより,さらに詳細にCcO)側の相互作用部位を明らかにすることで,CcO側からもCcO-Cytc間の電子伝達機構を解明できると期待できる.

A summary of the research results obtained in this year is as follows: 1. The structural transformation of Cyt c in the binding of CcO and the formation of CcO-Cyt c electron transfer complexes. In general, it is difficult to analyze the structure of high molecular weight membrane protein complex containing CcO, and it is successful to use <15>3D-^1H-^<15>N NOESYHSQC(^<15>N-edited NOESY) to analyze the structure of CcO binding protein complex. In particular, our research suggests that the interaction site of Cyt c with CcO may be structurally modified around the binding site of CcO, and that the interaction site of Cyt c with CcO may be structurally modified around the binding site of CcO. In the future, quantitative structural analysis will be carried out to investigate the mechanism of electron transfer control in structural transformation. 2. The study of the interaction site on the CcO side during the formation of CcO-Cyt c electron transfer complex will be carried out by Professor Kitao of the University of Tokyo. As a result, the interaction sites on the Cyt c side were consistent with those on the NMR side. On the one hand, the interaction sites on the Cco side were identified, and the formation of the interaction sites on the negative charge and the aqueous acid residues was identified. The interaction site on the CcO side was clarified. The electron transfer mechanism between CcO and Cyt c was clarified.