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チオレドキシン類似インタエレメント酵素群の構造機能相関と分子進化

硫氧还蛋白类元素间酶的结构-功能关系和分子进化

基本信息

批准号：
10133250
负责人：
井上英史
金额：
$ 1.28万
依托单位：
Tokyo University of Pharmacy and Life Science
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
财政年份：
1998
资助国家：
日本
起止时间：
1998 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

グルタチオントランスフェラーゼの触媒部位の静電ポテンシャルに影響する遠位アミノ酸残基: 部位特異的変異体の触媒活性と,分子動力学計算によるシミュレーショングルタチオントランスフェラーゼ(GST)の反応過程にはGSHチオール基のプロトンの解離が必須であり,α,μ,π,σクラスGSTでは,チロシンの側鎖水酸基が水素結合することがGSHチオール基のpKaの低下に関与している.しかし,これ以外の要因として,触媒残基とは直接相互作用できない遠い位置にあるアミノ酸残基が寄与していることが部位特異的変異を用いた実験から示唆された.すなわち,ヒトGSTP1-1のGln64,Arg70,Arg74をそれぞれAla,Thr,Thrに置換すると,いずれの場合も速度論的に推定されるGSHチオール基のpK_aは,大きくアルカリ側にシフトした.これらのアミノ酸残基は活性中心より離れた位置にあり,GSHチオールと直接相互作用することはない.そこで,この原因を検討するために,これらの変異体の立体構造を計算機シミュレーションによりモデリングした.モデリングにはTripos社のSybylを用いた.その結果,タンパク質全体及び触媒部位の立体構造に顕著な変化は見られなかった.しかし,これらの変異が触媒部位の静電ポテンシャルに与える影響を計算したところ,Gln64→Ala及びArg74-Thrの変異は大きな影響を与えなかったが,Arg70→Thrの変異は静電ポテンシャルを変化させ,GSHチオール基のpKaを約1pK_aユニッ卜上昇させることが示された.この結果は,速度論的に求めた実験値に近い.Arg70の側鎖グアニジウム基はGSTPl-1の活性中心から約18Å離れているが,その電荷が触媒部位の静電ポテンシャルに大きな影響を及ぼしていると考えられる.

Electrostatic transfer of catalyst sites to remote acid residues: Molecular dynamics calculations of site-specific heterogeneous catalytic activity indicate that the dissociation of GSH residues is necessary for the reaction of GST with GSH residues,α,μ,π,σ and GST with GSH residues. In addition to the important reasons, catalyst residues interact directly with each other, and acid residues interact with each other in a site-specific manner. GSTP1-1 and Gln64,Arg70,Arg74 are substituted with Ala,Thr,Thr, and the GSTP 1 - 1 is substituted with GSTP 1 - 1 and Arg 74. The active site of the GSH residue is located at the site of direct interaction. The reason for this is that there are different kinds of three-dimensional structures in the computer system. Tripos and Sybyl are used in the same way. As a result, the solid structure of the whole mass and the catalyst site was changed. The electrostatic properties of the different catalyst sites were calculated and the pKa of the GSH group was increased by about 1pK_a. The results show that the velocity theory is very close to the theoretical value. Arg70 is the side-locked group, and the active center of GSTP1 -1 is about 18 degrees away. The charge is the electrostatic charge of the catalytic site.