チトクロームC酸化酵素の電子伝達経路の理論的研究

细胞色素C氧化酶电子传递途径的理论研究

• 批准号: 11169219
• 负责人: 倭 剛久
• 金额: $ 1.79万
• 依托单位: Nagoya 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-11169219/
• 关键词: トンネリングカレント; サブユニット1,2; 電子因子; 巨大タンパク質複合体; 金属中心; 電子移動; アズリン; チトクロームC酸化酵素; トンネリング・カレント; 電子移動経路マップ; 量子化学計算

タンパク質中の長距離電子移動は電子供与体と電子受容体の間に挟まれた領域の構成原子の波動関数を媒介にして起こる。この機構はスーパーエクスチェンジ機構と呼ばれている。そのため、個々のタンパク質電子移動系はそれぞれの3次元立体構造に依存した性質をもっている。そこで我々はその性質を調べるために、電子移動反応に関与する重要な波動関数の空間的な分布、すなわち電子移動経路を求める方法の確立を目指している。我々はこれまでにタンパク質中長距離電子移動経路を任意の構成原子間のトンネリングカレントを用いて表現する手法を開発してきた。近年、X線結晶解析法により巨大な電子移動タンパク質複合体の立体構造がとかれている。われわれは、これまでの手法をこれらの巨大な系に適用するため、さらに計算の手法を開発してきた。本研究ではチトクロームc酸化酵素の内部における電子移動反応を解析した。チトクロームc酸化酵素は生物の呼吸系で生体エネルギー変換に関与する巨大なタンパク質複合体で、複数の金属イオンやヘムを内部に持っている。それらの金属中心の間では決まった順番で電子移動反応が起こることが指摘されている。我々は各々の金属中心の間の電子移動反応速度定数の電子因子を計算し、お互いに比較することによって、金属中心間の電子移動反応の順序を検証することに成功した。本研究では系のサイズを制限するために、電子供与体と電子受容体を含み、電子移動反応に重要な寄与をしているサブユニット1,2を考慮して計算を実行した。現在サブユニット内部に存在する水分子の影響やタンパク質分子の熱揺らぎの効果を考慮して、さらに詳細な解析をすすめている。

The long-distance movement of electrons in the material, the medium between the electron donor and the electron acceptor, the field of the atoms that constitute the atoms, and the medium of the fluctuations.この社はスーパーエクスチェンジ组と氰れている.そのため、Particle electron movement system はそれぞれの3-dimensional three-dimensional structure depends on the nature of したをもっている.そこで我々はその性を动べるために, electron movement reaction に switch and するimportant な fluctuation switch The distribution of the number space and the method of moving the electrons are determined by the method. Our medium and long-distance electron movement path is arbitrary. The sub-machine nodule uses the いて to express the する technique を开発してきた. In recent years, X-ray crystallographic analysis has been used to determine the three-dimensional structure of giant electron-moving nanomaterial complexes. The われわれは、これまでのtechniqueをこれらの大な systemに is suitable for the するため、さらにcalculating no techniqueを开発してきた. In this study, the electron movement inside the acidifying enzyme was analyzed and analyzed.チトクロームc acidifying enzyme はbiotic respiratory system でbiotic エネルギー変change に关与するIt is a giant nanoparticle composite and a plurality of metal materials.それらのmetal centerの间ではdeterminationまったshunfan でelectronic movement reaction 応がrise こることがPoint and pick されている. I calculate the electron factor of each metal center, calculate the fixed number of electron movement reaction speed, and calculate the ratio of each other. The sequence of electron movement and reaction between the metal centers is proved to be successful by comparison. This research focuses on the restriction of the system, the electron donor and the electron acceptor, and the electron It is important to move the countermeasures and calculate the results of the calculation based on the calculation of the movement. Now there is a water molecule inside the サブユニット and the effect of the やタンパク mass molecule is considered and the して and さらに detailed analysis is done.

项目成果

M.Takano, T. Yamato, J. Higo, A. Sayama, K. Nagayama: "Molecular Dynamics of a 15-Residu Poly(L-alanin) in Water : The Helix Formation and its Energetics"J. Am. Chem. Soc.. 121・4. 605-612 (1999)

M. Takano、T. Yamato、J. Higo、A. Sayama、K. Nagayama：“水中 15-残基聚（L-丙氨酸）的分子动力学：螺旋形成及其能量学”J. Am。社会.. 121・4. 605-612 (1999)

A.Yamada et al.: "Ab initio MO study on potential energy surfaces for twisting around C7=C8 and C4-C7 bonds of coumaric acid"THEOCHEM. (in press).

A.Yamada 等人：“关于围绕香豆酸 C7=C8 和 C4-C7 键扭转的势能表面的从头 MO 研究”THEOCHEM。

A.Kimura et al.: "Theory of excitation energy transfer in the intermediate coupling case. 11.Criterion for intermediate coupling excitation energy transfer mechanism and application to the photosynthetic antenna system"J.Phys.Chem.B. 104:. 9276-9287 (2000

A.Kimura等人：“中间耦合情况下的激励能量转移理论。11.中间耦合激励能量转移机制的标准及其在光合天线系统中的应用”J.Phys.Chem.B.

T.Kawatsu,T.Kakitani,T.Yamato: "A Novel Method for Determining Electron Tunneling Pathway in Protein"Inorganica Chimica Acta. (in press).

T.Kawatsu，T.Kakitani，T.Yamato：“测定蛋白质中电子隧道路径的新方法”无机化学学报。

A.Kimura, et al.: "Theory of excitation transfer in the intermediate coupling case"J.Luminescence. 87-89. 815-817 (2000)

A.Kimura 等人：“中间耦合情况下的激发传递理论”J.Luminescent。