フラビン酵素の高次構造と電子移動反応

黄素酶的高阶结构与电子转移反应

• 批准号: 11133254
• 负责人: 広津 建
• 金额: $ 1.28万
• 依托单位: Osaka City University
• 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: 1999
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1999 至 2000
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-11133254/
• 关键词: D-アミノ酸酸化酵素; フラビン; FAD; X線結晶解析; L-アミノ酸; 基質特異性

D-アミノ酸酸化酵素(DAO)はさまざまなD-アミノ酸を基質とし、酸化的脱アミノ反応を触媒しケト酸とアンモニアを生成する。これまで、DAOと反応阻害剤との複合体のX線結晶解析を行うことにより、DAOの反応機構の研究を続けてきた。その結果、基質のD-アミノ酸のカルボキシル基はArgとTyrのそれぞれの側鎖と相互作用し、アミノ基がGlyの主鎖のカルボニル基と相互作用することで活性部位に固定され、それに伴い、基質のα-水素は補酵素FAD側に向いていることを明らかにした。この構造にもとづき、基質からFADに直接プロトンと2電子の移動が起こる2つの反応機構を提案した。DAOは種々のD-アミノ酸を基質とするが、L-アミノ酸は基質としない。また、一部のL-アミノ酸は拮抗阻害剤になることが知られている。今回は基質のCαのキラリティによる反応性の違いを調べるために、DAOとL-ロイシン複合体のX線結晶解析を行った。DAO-L-ロイシン複合体結晶はネイティブのDAO結晶をL-ロイシン溶液にソーキングすることで得た。回折データの収集には筑波の放射光を用いることにより、2.2Å分解能までのデータを収集した。構造の最適化を行った結果、R=20.9%の構造を得た。DAO-L-ロイシン複合体の活性部位の構造は、基質のカルボニル基の認識部位、さらには基質アミノ酸の側鎖が入るポケットまで、真の基質であるD-アミノ酸の場合の認識機構と同様であった。L体のアミノ酸がDAOに取り込まれた場合にはFADヘプロトン移動するべきα水素がFADと反対側に存在することになり、酸化反応を全く起こさないことが明らかになった。

D - ア ミ ノ acid acidification enzyme (DAO) は さ ま ざ ま な D - ア ミ ノ acid を matrix と し, acidification ア ミ ノ anti 応 を catalyst し ケ ト acid と ア ン モ ニ ア を generated す る. こ れ ま で, DAO と 応 resistance against tonic と の complex analytical を の X-ray crystal line う こ と に よ り, DAO の 応 institution の research を 続 け て き た. の そ の results, matrix D - ア ミ ノ acid の カ ル ボ キ シ ル base は Arg と Tyr の そ れ ぞ れ の side lock と し interaction, ア ミ ノ base が Gly の master lock の カ ル ボ ニ ル base と interaction す る こ と で active site に fixed さ れ, そ れ に い, matrix の alpha water element は repair enzyme FAD to い side に て い る こ と を Ming ら か に し た. こ の tectonic に も と づ き, matrix か ら FAD に directly プ ロ ト ン と 2 electronic の mobile が こ る 2 つ の を 応 authorities proposal し た. DAO は kind 々 の D - ア ミ ノ acid を matrix と す る が, L - ア ミ ノ acid は matrix と し な い. Youdaoplaceholder0, a part of <s:1> L-ア ア ノ acid antagonist になる られて とが know られて る る. Today back to は matrix の C alpha の キ ラ リ テ ィ に よ る の violations against 応 sex い を adjustable べ る た め に, DAO と L - ロ イ シ ン complex analytical を の X-ray crystal line っ た. DAO - L - ロ イ シ ン complex crystal は ネ イ テ ィ ブ の DAO crystallization を L - ロ イ シ ン solution に ソ ー キ ン グ す る こ と で た. Contraflexure デ ー タ の 収 set に は tsukuba の radiation light を using い る こ と に よ り, 2.2 A decomposition can ま で の デ ー タ を 収 set し た. Construct the <s:1> optimizes the を row った result, R=20.9% <s:1> constructs を to get た. DAO - L - ロ イ シ ン complex の の tectonic は, active matrix の カ ル ボ ニ ル の know parts, さ ら に は matrix ア ミ ノ acid の side lock が る ポ ケ ッ ト ま で, true の matrix で あ る D - ア ミ ノ acid の know institutions と の occasions with others で あ っ た. L body の ア ミ ノ acid が DAO に take り 込 ま れ た occasions に は FAD ヘ プ ロ ト ン mobile す る べ き alpha water element が FAD と reverse side seaborne に exist す る こ と に な り, acidification 応 を く up all こ さ な い こ と が Ming ら か に な っ た.

项目成果

Tadashi Nakai et al.: "Structure of thermus themophi lus HB8 Aspartate Amimi transferase and its Complex with maleate"Biochemistry. 38(8). 2413-2424 (1999)

Tadashi Nakai 等人：“嗜热栖热菌 HB8 天冬氨酸氨基转移酶的结构及其与马来酸的复合物”生物化学。

Yoshihiko Odigaki: "Crystal Structure of the pyroglutamyl Pepticlase from Bacillus amyla liguefaciens veveals a new structure fore cysteine proteasl"Structure. 7(4). 399-411 (1999)

Yoshihiko Odigaki：“来自解淀粉芽孢杆菌的焦谷氨酰消化酶的晶体结构揭示了半胱氨酸蛋白酶的新结构”结构。

Jan Jshijima et al.,: "Free Energg Regqirement for Domain Movemcuet of an Engyme"J. Bil. Chem.. 275(In press). (2000)

Jan Jshijima 等人，“Engyme 域 Movemcuet 的自由能量调节”J。

R. Miura et al.: "Flavins and Flavoproteins"Agency for Sientific Publ, Berlin. 8 (1799)

R. Miura 等人：“黄素和黄素蛋白”Agency for Scientific Publ，柏林。