ヘムプロピオン酸側鎖が関与するヘムタンパク質の高次構造形成と機能発現機序の解明

阐明涉及丙酸血红素侧链的血红素蛋白的高阶结构形成和功能表达机制

• 批准号: 20051015
• 负责人: 林 高史
• 金额: $ 3.97万
• 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: 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-20051015/
• 关键词: 蛋白質; 酵素; ヘムタンパク質; ヘム

ヘムタンパク質は、補欠分子であるヘム(鉄ポルフィリン錯体)がタンパク質マトリクスと結合し、様々な機能を発現している生体分子である。このヘムは2本のプロピオン酸側鎖を有し、プロピオン酸側鎖はタンパク質のアミノ酸側鎖と水素結合ネットワークを形成している。今回、ヘムタンパク質の1つであるチトクロムP450camに着目し、そのプロピオン酸側鎖の酵素活性に対する役割の解明を行った。特に、片方のプロピオン酸(7位)と相互作用しているアミノ酸(Asp297)に着目し、変異体D297Lの挙動を検討した。この変異体は、活性が非常に低下し、resting state(休止状態)で存在する基質結合部位の水クラスターが、酵素外部に排出される過程が極めて遅いことを実験及び計算結果から明らかにした。したがって、Asp297は酵素内に存在する水排出は、このプロピオン酸-Asp297のネットワークが深く関与していることを主張するに至った。これまで、チトクロムP450camのカンファー水酸化の触媒反応において、最初のステップである水の排出機構については、殆ど言及されていなかったため、今回の研究成果は今後の酵素中での水の動的役割において、新たな知見を与えるものと期待される。さらに、チトクロムP450camだけでなく、代表的なヘムタンパク質であるHRP(西洋ワサビペルオキシダーゼ)についても、ヘムプロピオン酸側鎖の役割解明に着手した。こちらは、2本のプロピオン酸側鎖の片方が欠損した片足ヘムをアポ化したペルオキシダーゼに挿入した再構成タンパク質を調製し、その構造と活性の評価を行った。その結果、6位プロピオン酸は、タンパク質の中でヘムを安定化する重要な働きを示すこと、また活性の制御に役立っていることが明らかとなった。

The molecular structure of a compound is characterized by the presence of a complex molecule, and a complex molecule. This is the first time that the acid side lock has been formed. In the present study, the enzyme activity of P450cam was detected and analyzed. In particular, the interaction between the amino acid (7-position) and the amino acid (Asp297) is discussed. The enzyme activity is very low, the resting state exists, the substrate binding site is active, and the enzyme is discharged from the outside. Asp297 is an enzyme that is present in the body of water. Asp297 is an enzyme that produces water. The results of this study are expected to be new insights into the future of water acidification in enzymes. In addition, the P450cam can be used to represent the HRP(Western Service) system. 2. The structure and activity of the film are evaluated. The results show that 6-bit programmable chips play an important role in stabilizing the core quality of the chip, and that they can also control activity.

项目成果

Handbook of Porphyrin Science

• DOI: 10.1142/11320
• 发表时间: 2019-05
• 期刊: Handbook of Porphyrin Science
• 作者: K. Kadish;Kevin M Smith;R. Guilard

A Role of the Heme-7-Propionate Side Chain in Cytochrome P450cam as a Gate for Regulating the Acess of Water Molecules to the Substrate-Binding Site

细胞色素 P450cam 中血红素 7-丙酸酯侧链作为调节水分子进入底物结合位点的闸门的作用

• 发表时间: 2009
• 期刊: J. Am. Chem. Soc 131
• 作者: 森崎泰弘;中條善樹;Teruyuki Kondo;近藤輝幸;神田崇史;Toshiyuki Moriuchi;Toshiyuki Moriuchi;Toshiyuki Moriuchi;Toshiyuki Moriuchi;孟祥太;二科昌文;森内敏之;二科昌文;野口峻一;Takashi Hayashi
• 通讯作者: Takashi Hayashi

Self-Assembly of One- and Two-Dimensional Hemoprotein Systems by Polymerization through Heme-Heme Pocket Interactions

• DOI: 10.1002/anie.200804006
• 发表时间: 2009-01-01
• 期刊: ANGEWANDTE CHEMIE-INTERNATIONAL EDITION
• 影响因子: 16.6
• 作者: Kitagishi, Hiroaki;Kakikura, Yasuaki;Hayashi, Takashi
• 通讯作者: Hayashi, Takashi

Evaluation of Functional Role of Heme-Proponate Side Chains in Cytochrome P450cam

细胞色素 P450cam 中丙酸血红素侧链的功能作用评估

• 发表时间: 2008
• 作者: T.Hayashi;K.Harada;K.Sakurai;H.Shimada
• 通讯作者: H.Shimada

Molecular Mechanism of Water Expelling System in the Initial Step of Cytochrome P450cam Catalytic Cycle

细胞色素P450cam催化循环初始阶段排水系统的分子机制

• 发表时间: 2010
• 作者: 廣田俊;田中直輝;長尾聡;北岸宏亮;加納航冶;I.Micetic;M.Bertamini;L.Bubacco;Keisuke Sakurai;Ritsu Kamiya;岩崎憲治;林高史
• 通讯作者: 林高史