Protein Engineering and Reactivity Control in Multi-functional Chimeric Metalloproteins

多功能嵌合金属蛋白的蛋白质工程和反应控制

基本信息

  • 批准号:
    08458175
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 4.22万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
  • 财政年份:
    1996
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    1996 至 1997
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

This research project includes the following two subjects.(1)Structural Characterization of Natural Chimeric Protein, CooA Protein, and Its Molecular MechanismTo investigate structural characterization of CooA protein, which has a myoglobin-like heme binding domain and helix-turn-helix type DNA binding domain, NMR, resonance Raman spectra and ligand binding were utilized. The resonance Raman spectrum for the ferrous CO adduct of CooA protein confirmed the ligation of a histidine residue to the heme iron, while, in the absence of CO, the ligation of an arginine or lysine residue instead of CO were suggested by the NMR spectrum, which is quite unusual in hemoproteins. Although the association rate for the CO rebinding in CooA protein was comparable to that in myoglobin or hemoglobin, it was characterized by its large fraction of the very fast (<ns) rebinding process in the CO recombination. Such a large fraction of the very fast rebinding process can be ascribed to the steric hindrance around the CO binding site and suggest that the ligation of CO kicks or pushes out some amino acid residues near the binding site, inducing the large structural rearrangements for the efficient DNA binding.(2)Protein Engineering for New Chimeric Metalloproteins by Module Substitution.Systematic module substitutions for globins in this research project have shown that the previously proposed module is not a minimum structural unit, but can be further divided into two "sub-modules". Particularly, I focused on one of the "sub-modules", "heme binding module", which consists of the iron-liganded histidine and about 20 amino acid residues in the heme proximal side.On the basis of various spectroscopic data including NMR and resonance Raman spectra, it can be concluded that the "heme binding module" would be a primary determinant for the electronic state of the heme and configuration of the liganded histidine in globins.
本研究项目包括以下两个课题:(1)天然嵌合蛋白CooA蛋白的结构表征及其分子机制利用核磁共振、共振拉曼光谱和配体结合研究具有肌红蛋白样血红素结合域和螺旋-转角-螺旋型DNA结合域的CooA蛋白的结构表征。 CooA 蛋白亚铁 CO 加合物的共振拉曼光谱证实了组氨酸残基与血红素铁的连接,而在不存在 CO 的情况下,NMR 光谱表明精氨酸或赖氨酸残基而不是 CO 连接,这在血红素蛋白中非常不寻常。尽管 CooA 蛋白中 CO 重新结合的关联率与肌红蛋白或血红蛋白中的关联率相当,但其特征在于 CO 重组中非常快 (< ns) 重新结合过程的很大一部分。如此快速的重新结合过程的很大一部分可以归因于CO结合位点周围的空间位阻,并表明CO的连接踢出或推出了结合位点附近的一些氨基酸残基,诱导了有效DNA结合的大结构重排。(2)通过模块替换对新嵌合金属蛋白进行蛋白质工程。本研究项目中球蛋白的系统模块替换已经表明 前面提出的模块并不是最小结构单元,而是可以进一步划分为两个“子模块”。特别是,我重点关注了其中一个“子模块”,即“血红素结合模块”,它由铁配体组氨酸和血红素近侧约 20 个氨基酸残基组成。根据包括 NMR 和共振拉曼光谱在内的各种光谱数据,可以得出结论,“血红素结合模块”将是血红素电子状态和血红素构型的主要决定因素。 珠蛋白中的配体组氨酸。

项目成果

期刊论文数量(10)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Inaba,K., Ishimori,K., Imai,K., Morishima,I.: "Structural and Functional Effects of Pseudo-module Substitution in hemoglobin Subunits : New Structural and Functional Units in Globin Structure" J.Biol.Chem. 272(印刷中). (1998)
Inaba, K.、Ishimori, K.、Imai, K.、Morishima, I.:“血红蛋白亚基中伪模块取代的结构和功能效应:球蛋白结构中的新结构和功能单元”J.Biol.Chem。 (出版中)。
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  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
Inaba, K., Ishimori, K., Imai, K., Morishima, I.: "Structural and Functional Effects of Pseudo-module Substitution in hemoglobin Subunits : New Structural and Functional Units in Globin Structure" J.Biol.Chem.272(in press). (1998)
Inaba, K.、Ishimori, K.、Imai, K.、Morishima, I.:“血红蛋白亚基中伪模块取代的结构和功能效应:球蛋白结构中的新结构和功能单元”J.Biol.Chem.272
  • DOI:
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  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
Wakasugi, K.Ishimori, K.Morishima, I: "“Module"-substituted Globins:Artificial Exon Shuffling Among Myoglobin,Hemoglobin α-and β-subunits" Biophys.Chem.68. 265-273 (1997)
Wakasugi、K.Ishimori、K.Morishima、I:““模块”取代的球蛋白:肌红蛋白、血红蛋白 α 和 β 亚基之间的人工外显子改组”Biophys.Chem.68(1997)。
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  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
Inaba, K., Wakasugi, K., Ishimori, K., et al.: "Structural and Functional Roles of Modules in Hemoglobin. -Substitution of Module M4 in Hemoglobin Subunits-" J.Biol.Chem. 272. 30054-30060 (1997)
Inaba, K.、Wakasugi, K.、Ishimori, K. 等人:“血红蛋白中模块的结构和功能作用。-血红蛋白亚基中模块 M4 的替换-”J.Biol.Chem。
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    0
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Ishimori,K.: "Characterization of a Mutant RecA Protein that Facilitates Homologous Genetic Recombination but not Recombinational DNA Repair : RecA423" J.Mol.Biol.264. 696-712 (1996)
Ishimori,K.:“促进同源基因重组但不促进重组 DNA 修复的突变 RecA 蛋白的表征:RecA423”J.Mol.Biol.264。
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