ウシ心筋チトクロム酸化酵素反応中間体のX線結晶構造解析

牛心脏细胞色素氧化酶反应中间体的X射线晶体结构分析

基本信息

  • 批准号:
    13780538
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 1.34万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
  • 财政年份:
    2001
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2001 至 2002
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

チトクロム酸化酵素の機能の分子機構を解明するためには、機能発現に係わる構造変化の同定が必須である。酸素還元反応では、還元型活性中心への酸素の結合により中間体P型が生成し、更に1電子還元により中間体F型が生成する。また、P型とF型は酸化型活性中心への過酸化水素の結合によっても生成する。本研究ではP型とF型の活性中心にある酸素分子種の同定、及び反応に伴うタンパク質の立体構造変化の解明を目的としてX線結晶構造解析を行った。これまでに、酸化型結晶への還元剤の添加により還元型結晶が得られ、過酸化水素の添加によりP型、及びF型結晶が得られた。結晶の吸収スペクトル変化の測定から、結晶中での中間体の割合は還元型ではほぼ全て、P型では7割以上、F型では5割以上と見積もられた。得られた結晶は100Kの低温窒素気流により急速凍結し、中間体状態を保持した。(1)X線回折実験。Spring8 BL44XUビームラインの放射光を用いてX線回折実験を行い、最高分解能が還元型1.9Å、P型1.86Å、F型2.0Åの回折データを収集することができた。また、各中間体ともに複数のデータセットを収集した。(2)反応中間体の構造解析。得られた回折データを用いて分子置換法により初期位相を決め、位相改善計算をした後、電子密度図を作成した。その結果、還元型では認められない電子密度がP型とF型では活性中心内の2ヶ所(ヘム鉄と銅との間、及びチロシン側鎖との水素結合距離内)に見いだされた。それぞれの電子密度は酸素1原子ずつに相当すると考えられ、酸素還元反応における反応生成物がP型とF型の段階においてこれら2ヶ所に結合している可能性が示唆される。また、還元型とP, F型とではヘムa側鎖、及び近傍のペプチド主鎖のα-ヘリックス構造に変化があることが新たに見いだされた。
Youdaoplaceholder0 ロム ロム The molecular structure of the <s:1> function <e:1> of acidifying enzymes を the clarification of するために を, the occurrence of the function に is the わる structural change <e:1>, and the が must be である. The acid reduction reaction 応で 応で, the reduction-type active center へ へ, and the acid of <s:1> combine with the によ <s:1> intermediate p-type が to form <s:1>, and the more に 1-electron reductive によ によ intermediate f-type が to form する. Youdaoplaceholder0, p-type と, f-type へ, acidified active center へ, <s:1>, peracidified hydrolysin <e:1> combine with によって また to form する. This study で は p-type と F type の active center に あ る acid molecule の with fixed, and び anti 応 に with う タ ン パ ク qualitative の three-dimensional structure - the の interpret を purpose と し analytical line を っ て X-ray crystal structure た. こ れ ま で に, acidification crystallization へ の yuan tonic の added に よ yuan type crystallization が り have ら れ, acidic water element の add に よ り P type, type and び F crystallization が ら れ た. Crystallization の suction 収 ス ペ ク ト ル variations change の determination か ら, crystallization で の intermediates の cut type は also yuan で は ほ ぼ て, P type で は 7 cut in half, F type で は above 5 cut と see product も ら れ た. The られた crystals are obtained. At 100K <s:1> low temperature, the natural gas flow によ rapidly freezes <s:1>, and the intermediate state を is maintained た た. (1) X-ray regression experiment. Spring8 BL44XU ビ ー ム ラ イ ン の radiation light を using い て X-ray inflexion be 験 を い, highest can decompose が is RMB 1.9 A, 1.86 P type A, type F 2.0 A の inflexion デ ー タ を 収 set す る こ と が で き た. Youdaoplaceholder0, the complex numbers of each intermediate と に に <s:1> デ タセットを タセットを タセットを are collected in た た. (2) <s:1> structure analysis of the reverse 応 intermediate. Have to ら れ た inflexion デ ー タ を with い て molecular displacement method に よ り early phase を め and phase to improve calculation を し た, electron density after 図 を made し た. そ の results, also yuan で は recognize め ら れ な い electron density が p-type と F type で は の 2 ヶ within active center (ヘ ム iron objects と copper と の, and び チ ロ シ ン side chain と の water element combination range) に see い だ さ れ た. そ れ ぞ れ の electron density は acid element 1 atom ず つ に quite す る と exam え ら れ, acid also yuan against 応 に お け る anti 応 products が p-type と F type の Duan Jie に お い て こ れ ら 2 ヶ に combining し て い が る possibility in stopping さ れ る. ま た, also yuan と P, F type と で は ヘ ム a side chain, and び alongside の ペ プ チ ド master lock の alpha ヘ リ ッ ク に ス structure - the が あ る こ と が new た に see い だ さ れ た.

项目成果

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  • 通讯作者:
    河上正二

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