大腸菌呼吸鎖電子伝達酵素複合体の構造生物学による全体像の解明
通过结构生物学阐明大肠杆菌呼吸链电子转移酶复合物的全貌
基本信息
- 批准号:11169209
- 负责人:
- 金额:$ 2.11万
- 依托单位:
- 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:
- 关键词:
项目摘要
1)酸化還元中心を結合するサブユニットの構造ドメインに着目し、好気的呼吸鎖電子伝達系の4つの超分子複合体、すなわち、NADH脱水素酵素(複合体I)、コハク酸脱水素酵素(複合体II)、チトクロムbc_1複合体(複合体III)、末端酸化酵素(複合体IV)が分子共生と呼ぶべきダイナミックな再編成過程を経て進化してきたことを明らかにした。2)大腸菌チトクロムbo型ユビキノール酸化酵素を末端酸化酵素のモデル系として、サブユニットIの高スピンヘムーCu_B複核中心で、高スピンヘムに結合した酸素分子の0=0結合が解裂してオキシ中間体からフェリル中間体ができる過程で、Tyr288残基が酸塩基触媒として働いて自らはプロトンと電子を供給して中性ラジカルになったパーフェリル中間体を経由することを明らかにした。更に、1-^<13>C-Tyrや4-^<13>C-Tyrで標識した酵素標品を用い、酸素還元反応場での蛋白微細構造変化を解析し、完全酸化型から完全還元型への変換過程で、チロシン残基側鎖のプロトン化は観察されず、Kチャネル末端にあるTyr288残基の主鎖構造がGlu286側鎖の水素結合変化と平行して変化することを明らかにし、サブユニットIのヘリックスVIの構造変化が酵素の還元に伴うチャネルの機能制御に重要な役割を果していることを示唆する結果を得た。3)X線構造解析では同定できないチトクロムbo型ユビキノール酸化酵素の2つのキノン酸化還元部位の構造を解明するために2種類のアジドユビキノンを合成し、光親和性標識実験系を構築した。4)パルスラジオリシス法で、Cu_B中心がヘム間の電子移動に重要な役割を果すことを示した。5)グリセロール密度平衡遠心やヒドロキシアパタイトHPLCステップを従来の精製法に加え、結晶化条件の改善に不可欠な無傷の複合体純度を向上させることが可能になった。
1)4 supramolecular complexes, NADH dehydratase (complex I), NADH dehydratase (complex II), NADH dehydratase (complex III), and terminal acidifying enzyme (complex IV), which are involved in the molecular symbiosis and recombination process of the acid-reducing center. 2)E. coli C-type C-terminal acidifying enzyme C-terminal acidifying enzyme Tyr288 residue is an acid based catalyst. In addition, 1-^<13>C-Tyr or 4-^<13>C-Tyr identifies the use of enzyme markers, protein microstructural changes in the acid-reducing reaction field, complete acid-reducing or complete-reducing conversion processes, detection of side locks at residues, detection of main lock structures at residues Tyr288 at the end of the K chain, and water-binding changes at residues Glu286. The structure of the enzyme is changed, and the function of the enzyme is controlled. 3) X-ray structural analysis, identification of the structure of the 2 types of acidifying enzymes, synthesis of the 2 types of acidifying enzymes, and construction of the photoaffinity labeling system. 4) The effect of electron movement between Cu_B center and Cu_B center is shown. 5) The purification method of the crystal density balance telecentre, the improvement of crystallization conditions, the improvement of the purity of the complex without damage, and the possibility of improving the purity of the complex.
项目成果
期刊论文数量(5)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
茂木立志: "オキシダーゼ:酸素呼吸を支える分子装置の分子進化と作動機構"ニューバイオフィジックス、第3巻イオンポンプとトランスポーター(平田肇、茂木立志編)、共立出版. 3(印刷中). (2000)
Tatsushi Mogi:“氧化酶:支持氧呼吸的分子装置的分子进化和运行机制”,《新生物物理学》,第 3 卷离子泵和转运蛋白(由 Hajime Hirata 和 Tatsushi Mogi 编辑),Kyoritsu Shuppan 3(印刷中)。 )
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- 影响因子:0
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- 通讯作者:
P. Hellwig: "The vibrational modes of ubiquinone in cytochrome bo_3 identified by FTIR difference spectroscopy and specific ^<13>C labeling"Biochemistry. 38. 14683-14689 (1999)
P. Hellwig:“通过FTIR差异光谱和特异性^ 13 C标记鉴定细胞色素bo_3中泛醌的振动模式”生物化学。
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- 发表时间:
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- 影响因子:0
- 作者:
- 通讯作者:
平田肇: "シリーズ・ニューバイオフィジックスII第3巻ポンプとトランスポーター"共立出版. 240 (2000)
Hajime Hirata:“系列新生物物理学 II 第 3 卷泵和转运器”Kyoritsu Shuppan 240 (2000)。
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- 通讯作者:
M. Tsubaki: "Azide- and cyanide-bindings to the Escherichia coli bd-type ubiquinol oxidase studied by visible absorption, EPR and FTIR spectroscopies"J. Biochem.. 126. 510-519 (1999)
M. Tsubaki:“通过可见光吸收、EPR 和 FTIR 光谱研究叠氮化物和氰化物与大肠杆菌 bd 型泛醇氧化酶的结合”J。
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- 通讯作者:
茂木立志: "バクテリオロドプシンの結晶構造とプロトン輸送機構"蛋白質核酸酵素. 41. 51-56 (1999)
茂木达史:“细菌视紫红质的晶体结构和质子传输机制”《蛋白质核酸酶》41. 51-56 (1999)。
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