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Bioinorganic Chemical Study on Structure and Function of Cu-containing Nitrite Reductase

含铜亚硝酸还原酶结构与功能的生物无机化学研究

基本信息

批准号：
07454177
负责人：
SUZUKI Shinnichiro
金额：
$ 4.29万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
1995
资助国家：
日本
起止时间：
1995 至 1996
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-07454177/
关键词：
denitrifying bacteria nitrite reductase type 1 Cu type 2 Cu azurin blue copper protein pulse radiolysis intramolecular electron transfer 脱窒菌酵素内電子移動反応亜硝酸イオン一酸化窒素

项目摘要

The purpose of this project is to clarify the structure and function of Cu-containing nitrite reductases (NIRs) from Achromobacter cycloclastes IAM1013, Alcaligenes sp., and Achromobacter xylosoxidans GIFU strains.1) NIRs from Achromobacter cycloclastes IAM1013, Alcaligenes sp., and Achromobacter xylosoxidans GIFU1051 contain two types of Cu (type 1 Cu and type 2 Cu). Type 2 Cu-depleted (T2D) NIRs were prepared by a chemical treatment. The present T2D enzymes have no type 2 Cu. 2) The spectroscopic contribution of the type 2 Cu site in the region of 300-800 nm is ascertained to be quite small by a comparison between native and T2D NIRs. 3) According to the NIR assay system, T2D NIRs show the enzymatic activities, although they are lower than those of the native enzymes. 4) The intramolecular electron transfer (ET) process obeys first-order kinetics and observed rate constants are 1,400-1,900s^<-1> (t_<1/2>=ca.0.5 msec) at pH7.0. In the presence of nitrite, the ET process also obeys first-order kinetics with rate constants decreased by factors of 1/12-1/2 at the same pH.Nitrite would shift the redox potential of the type 2 Cu by coordination, and hence the intramolecular ET rate constant is decreased. 5) NIRs from four GIFU strains (GIFU 543, GIFU 1048, GIFU 1055, and GIFU 1764) are quite similar to those from Alcaligenes sp.and GIFU1051. These blue NIRs show the absorption maxima at 594 nm. 6) The strains of GIFU 543 and GIFU 1048 contain two kinds of azurin (azurin-1 and azurin-2) as well as Alcaligenes sp.and GIFU1051 strains, whereas the strains of GIFU 1055 and GIFU 1764 produce azurin-1 only.

本项目的目的是阐明环碎无色杆菌 IAM1013、产碱菌属 sp. 和木糖氧化无色杆菌 GIFU 菌株中的含铜亚硝酸还原酶 (NIR) 的结构和功能。1) 环碎无色杆菌 IAM1013、产碱菌 sp. 和无色杆菌的 NIR 木糖氧化物 GIFU1051 含有两种类型的 Cu（1 型 Cu 和 2 型 Cu）。 2 型贫铜 (T2D) NIR 通过化学处理制备。目前的 T2D 酶没有 2 型 Cu。 2) 通过比较天然 NIR 和 T2D NIR，确定 300-800 nm 区域中 2 型 Cu 位点的光谱贡献非常小。 3）根据NIR检测系统，T2D NIR显示出酶活性，尽管它们低于天然酶的活性。 4)分子内电子转移(ET)过程遵循一级动力学，在pH7.0时观察到的速率常数为1,400-1,900s^<-1> (t_<1/2>=ca.0.5 msec)。在亚硝酸盐存在下，ET过程也遵循一级动力学，在相同pH值下，速率常数降低1/12-1/2。亚硝酸盐会通过配位改变2型Cu的氧化还原电位，因此分子内ET速率常数降低。 5) 四种 GIFU 菌株（GIFU 543、GIFU 1048、GIFU 1055 和 GIFU 1764）的 NIR 与产碱菌属 sp. 和 GIFU1051 的 NIR 非常相似。这些蓝色 NIR 在 594 nm 处显示最大吸收。 6)GIFU 543和GIFU 1048菌株含有两种天青蛋白(azurin-1和azurin-2)以及Alcaligenes sp.和GIFU1051菌株，而GIFU 1055和GIFU 1764菌株仅产生azurin-1。