Structural study of [NiFe]hydrogenase

[NiFe]氢化酶的结构研究

基本信息

  • 批准号:
    12680654
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 2.3万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
  • 财政年份:
    2000
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2000 至 2001
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Hydrogenases catalyze the reversible oxidation of molecular hydrogen and play a key role in hydrogen metabolism in various bacteria. Hydrogenases are classified into [non-metal], [Fe], [NiFe], and [NiFeSe] hydrogenases according to the metal composition of their active sites. The [NiFe]hydrogenase from D. vulgaris Miyazaki F is composed of a heterodimer with a total molecular mass of 91 kDa. The active site of the [NiFe] hydrogenases in the oxidized form is composed of Ni and Fe atoms with four cysteinyl sulfur and four non-protein ligands (S/O, CO, CN or SO). Carbon monoxide (CO) was known as a reversible inhibitor of hydrogenases. The carbon monoxide complex of [NiFe]hydrogenase from D. v. Miyazaki has been prepared and characterized by X-ray crystallography, and absorption and Raman spectroscopy. The exogenously added CO was found to be bound to the Ni atom at the Ni-Fe active site. Distinct changes were observed in the electron density distribution of the Ni and sγ(Cys546) atoms between the CO-bound and CO-liberated structures for all the crystals tested. One of the CO-bound structures showed an additional electron density peak between the CO and Sγ(Cys546), suggesting that an intermediate of the catalytic reaction was trapped at the active site. The novel structural features found near the Ni and Sγ(Cys546) atoms suggest that these two atoms at the Ni-Fe active site play a key role during the initial process to bind H_2.
氢酶催化分子氢的可逆氧化物,并在各种细菌的氢代谢中起关键作用。根据其活性位点的金属组成,将氢酶分为[非金属],[Fe],[Nife]和[Nifese]氢酶。来自D. vulgaris宫崎F的[Nife]氢酶由总分子量为91 kDa的异二聚体组成。氧化物形式的[Nife]氢化酶的活性位点由Ni和Fe原子组成,该原子具有四个半胱氨酸硫和四个非蛋白质配体(S/O,CO,CN左右)。一氧化碳(CO)被称为氢化酶的可逆抑制剂。来自D.v。miyazaki的[Nife]氢酶的一氧化碳复合物已通过X射线晶体学以及抽象和拉曼光谱术进行了制备和表征。在Ni-Fe活性位点的Ni原子的电子密度分布中观察到了外源添加的CO明显变化。对于所有测试的晶体,在共同结合的结构和共灭裂结构之间的Ni和Sγ原子的电子密度分布中观察到了明显的变化。一个共同结构的结构之一显示CO和Sγ之间的额外电子密度峰(CYS546),表明催化反应的中间体被困在活性位点。在Ni和Sγ(Cys546)附近发现的新型结构特征表明,Ni-Fe活性位点的这两个原子在结合H_2的初始过程中起着关键作用。

项目成果

期刊论文数量(23)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
樋口芳樹: "水素の物性・反応の機能性化と応用"生体反応・ヒドロゲナーゼ. 249-253 (2001)
Yoshiki Higuchi:“氢的物理性质、反应的功能化和应用”《生物反应和氢化酶》249-253 (2001)。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
樋口芳樹: "ヒドロゲナーゼ活性中心の反応機構"現代化学. 8. 51-56 (2000)
樋口义树:“氢化酶活性中心的反应机制”现代化学8. 51-56 (2000)。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
八木達彦,樋口芳樹: "廣川タンパク質化学"廣川書店. 340 (2000)
八木龙彦、樋口义树:《广川蛋白质化学》广川书店 340 (2000)。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
樋口芳樹: "ヒドロゲナーゼの立体構造と機能発現"日本生物物理学会誌. 40・4. 249-253 (2000)
樋口义树:“氢化酶的三级结构和功能表达”日本生物物理学会杂志40・4(2000)。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
K. Suto, K. Kawagoe, N. Shibata, Y. Morimoto, Y. Higuchi, M. Kitamura and N. Yasuoka: "HOW do the X-ray Structure and the NMR Structure of FMN-binding Protein Differ?"Acta Crystallogr.. D56. 368-371 (2000)
K. Suto、K. Kawagoe、N. Shibata、Y. Morimoto、Y. Higuchi、M. Kitamura 和 N. Yasuoka:“FMN 结合蛋白的 X 射线结构和 NMR 结构有何不同?”Acta Crystallogr
  • DOI:
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