キセノンガスを利用した普遍的かつ容易な蛋白結晶構造解析法の開発

使用氙气开发通用且简单的蛋白质晶体结构分析方法

• 批准号: 09559005
• 负责人: 三井 幸雄
• 金额: $ 5.89万
• 依托单位: Nagaoka University of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 1997
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1997 至 1998
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-09559005/
• 关键词: 稀ガス; キセノン; クリプトン; 蛋白質; X線結晶構造解析; 位相決定; 異常分散; 放射光; 重原子同形置換法; キセノンガス; 蛋白結晶学; X線解析; 蛋白構造; 重原子同型置換法

本研究の目的は、重原子として希ガス(キセノンとクリプトン)を用い位相決定のための重原子同形置換体を得ることである。そのために我々は、5MPa程度までの圧力に耐えられるガス封入装置を作製した。この装置はキャピラリーと市販の樹脂製T字コネクタを組み合わせた簡単な装置である。現在までにPFやSPring-8で、希ガスの圧を変化させ、リゾチーム、リボ核酸分解酵素、PCB分解酵素、およびトリプシンの蛋白質結晶に希ガスの導入を試みた。トリプシン以外の蛋白質結晶には、希ガスを導入することができた。しかし、リゾチーム、リボ核酸分解酵素については、単独で位相決定のために利用できるような重原子同形置換体は得られていない。一方、PCB分解酵素については、Spring-8のBL41XUにおいて、1つの結晶から、nativeとキセノン圧2.7MPaのデータを得ることが出来た。この重原子同形置換体は、分解能2.55A、completeness96.6%であった。このnatieveとキセノン同形置換体を処理した結果、パターソン図に明確なピークを得ることが出来た。3箇所のキセノンの座標を用いてプログラムMLPHAREにて重原子サイトの精密化を試みたが、電子密度分布図を解釈することはできなかった。そこで、この精密結果を用いて、プログラムSHARPを用いて更に、重原子サイトの精密化を行った。さらに、プログラムSOLOMONにて溶媒平滑化を行うことにより、分解能2.55Aで、蛋白質分子モデルを構築できる高品質な電子密度分布図を得ることに成功した。すなわち、希ガス単独で位相決定を行うという所期の目的を達成できた。

The purpose of this study is to determine the isoform of heavy atoms by phase. The sealing device is controlled by the pressure resistance of 5MPa. The device is made of resin and is easy to assemble. Now we are trying to introduce PF-8, protein crystallization, protein degradation enzyme, PCB degradation enzyme and protein degradation enzyme. A protein crystal is introduced. The use of heavy atom isoforms by nucleolytic enzymes determines the identity of the nucleolytic enzyme. One side, PCB decomposition enzyme, Spring-8 BL41XU, 1 crystal, native, temperature 2.7MPa The decomposition energy of heavy atom isomorphism is 2.55A, completeness 96.6%. As a result of processing this natieve and Kinkun isomorphic permutation, it is possible to obtain clear computer access through a simple solution. The coordinates of the three atoms are used to refine the electron density distribution. The precision of the results of this research is very important. Solomon, solvent smoothing, decomposition energy 2.55A, protein molecular structure, high quality electron density distribution, and success To achieve the desired goal, we need to make a decision on the individual phase.

项目成果

Senda,T.、Sugimoto、K.、Nishizaki、T.、Okano、M.、Yamada、T.、Masai、E.、Fukude、M.、and Mitsui、Y.: "Oxygen Homeostasis and Its Dynamics"Springer. 6 (1997)

Senda, T.、Sugimoto, K.、Nishizaki, T.、Okano, M.、Yamada, T.、Masai, E.、Fukude, M. 和 Mitsui, Y.：“氧稳态及其动力学”施普林格。 6 (1997)

Nakanishi、M.、Matsuura、K.、Kaibe、H.、Tanaka、N.、Nonaka、T.、Mitsui、Y.、and Hara、A.: "Switch of coenzyme specificity of mouse lung carbonyl reductase by substitution of threonine 38 with aspartic acid."J.Biol.Chem.. 272(4). 2218-2222 (1997)

Nakanishi, M.、Matsuura, K.、Kaibe, H.、Tanaka, N.、Nonaka, T.、Mitsui, Y. 和 Hara, A.：“通过苏氨酸取代来切换小鼠肺羰基还原酶的辅酶特异性38 与天冬氨酸。”J.Biol.Chem..272(4).2218-2222(1997)

Niimura,I., Minezaki,Y., Nonaka,T., Castagna,J-C., Ciprianl,F., Hoeghoej.P., Lehmann,M.S., & Wilkinson,C.: "Neutron Laue diffractometry with an imaging plate providea an effective data collection regime for netron protein crystallography." Nature Struct.B

Niimura,I.、Minezaki,Y.、Nonaka,T.、Castagna,J-C.、Ciprianl,F.、Hoeghoej.P.、Lehmann,M.S.、

Tanabe、T.、Tanaka、N.、Uchikawa、K.、Kabashima、T.、Ito、K.、Nonaka、T.、Mitsui、Y.、Tsuru、M.、and Yoshimoto、T.: "Roles of the Ser146、Tyr159、and Lys163 residues in the catalytic action of 7alpha-hydroxysteroid dehydrogenase from Escherichia coli."J.Biochem.(Tokyo). 124

Tanabe, T.、Tanaka, N.、Uchikawa, K.、Kabashima, T.、Ito, K.、Nonaka, T.、Mitsui, Y.、Tsuru, M. 和 Yoshimoto, T.：“ Ser146、Tyr159 和 Lys163 残基对大肠杆菌 7α-羟基类固醇脱氢酶的催化作用。”J.Biochem.（东京）。124

Matsumoto、T.、Nonaka、T.、Hashimoto、M.、Watanabe、T.、and Mitsui、Y.: "Three-dimensional structure of the catalytic domain of chitinase A1 from Bacillus circulans WL-12 at a very high resolution"Proc.Japan Acad.. 75B. 269-274 (1999)

Matsumoto, T.、Nonaka, T.、Hashimoto, M.、Watanabe, T. 和 Mitsui, Y.：“环状芽孢杆菌 WL-12 几丁质酶 A1 催化结构域的三维结构，分辨率非常高”日本科学院院刊 75B。 269-274 (1999)