紫外共鳴ラマン分光法によるセンサー蛋白質の情報伝達機構の解明

利用紫外共振拉曼光谱阐明传感器蛋白的信息传递机制

• 批准号: 02J03999
• 负责人: 太田 雄大
• 金额: $ 2.5万
• 依托单位: National Institutes of Natural Sciences Okazaki Research Facilities (2004)Okazaki National Research Institutes (2002-2003)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2002
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2002 至 2004
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-02J03999/
• 关键词: 共鳴ラマン分光法; 情報伝達蛋白質; 気体センサー蛋白質色; シトクロムc酸化酵素; 気体センサー蛋白質; 気体センサーヘム蛋白質; 密度汎関数法

1.HemAT-Bs蛋白質は、枯草菌の酸素への走化性制御系において、酸素センサーとして機能する情報伝達蛋白質である。本研究代表者らは、共鳴ラマン分光法により酸素結合型HemAT蛋白質の研究をし、酸素感知機構に重要な役割を果たすアミノ酸残基および蛋白質構造変化に関する知見を得た。(Ohta et al. J.Am.Chem.Soc. 2004, 0hta et al. Inorg.Chem. 2005, Aono et al. Method.Enzymol. 2004)2.sGC蛋白質は生体内において一酸化窒素のセンサーとして機能している。しかしながら、sGCはYC-1分子の存在下では一酸化炭素を感知して酵素活性を一酸化窒素結合体程度にまで増大させることが知られている。本研究代表者らは、その一酸化炭素結合型活性酵素について共鳴ラマン分光法による研究を行い、酵素活性化に重要なヘム近傍の構造変化について知見を得た。(Pal et al. J.Inorg.Biochem. 2004)3.シトクロムc酸化酵素はヘム-銅活性中心を含み、酸素分子を還元する触媒過程においてプロトンおよび電子移動を引き起こし、ATP合成酵素によるATP合成の駆動力を与えることが知られている。酸素などのリガンド結合がこの酵素反応を制御することから、ヘム-銅2核活性中心のリガンド結合メカニズムの理解は重要な課題である。本研究代表者らは、高度高熱菌由来ba3シトクロム酸化酵素の一酸化炭素の結合機構について共鳴ラマン分光法により解析し、プロトンポンプにおいて重要な役割を果たすと考えられるヘム近傍の構造変化を明らかにし、(Ohta et al. J.Phys.Chem.B 2004)さらに共鳴ラマン分光法を用いた研究としては初めて銅-一酸化炭素の伸縮振動の観測に成功した。(Pinakoulaki et al. J.Biol.Chem. 2004)この発見により、これまで未知であった銅活性中心の構造に関して知見が得られる可能性を生み出した。

1. HemAT - Bs protein は, hay bacteria の acid element へ の go change sex suppression system に お い て, acid セ ン サ ー と し て function す る intelligence 伝 of protein で あ る. This study represent ら は, empathy ラ マ ン spectrometry に よ り acid, protein binding type HemAT の research を し, acid perception institutions に important な "を cut fruit た す ア ミ ノ acid residues お よ び protein structure - the に masato す る knowledge を た. (Ohta et al. J.Am.Chem.Soc. 2004, 0hta et al. Inorg.Chem. 2005, Aono et al. Method. Enzymol. 2004) 2. The sGC protein は born in vivo に お い て an acidification smothering の セ ン サ ー と し て function し て い る. し か し な が ら, sGC は の YC 1 molecules in the presence of で は a acidification carbon を perception し て enzyme active を acidification smothering element combination degree に ま で raised large さ せ る こ と が know ら れ て い る. This study represent ら は, そ の a acidification carbon combined with active enzyme に つ い て resonance ラ マ ン spectrometry に よ る を い, enzyme activeness に important な ヘ ム nearly alongside の structure - に つ い て knowledge を た. (Pal et al. J.Inorg.Biochem. 2004) 3. シ ト ク ロ ム c acidification enzyme は ヘ ム - copper active center を み, acid molecule を also yuan す る catalytic process に お い て プ ロ ト ン お よ び electronic mobile を lead き こ し, ATP synthesis enzyme に よ る ATP synthesis の 駆 power を え る こ と が know ら れ て い る. Acid element な ど の リ ガ ン ド combining が こ の enzyme reverse 応 を suppression す る こ と か ら, ヘ ム - copper 2 nuclear activity center の リ ガ ン ド combining メ カ ニ ズ ム の understand は important topic な で あ る. This study represent ら は, high fever bacteria origin ba3 シ ト ク ロ ム の a acidification acidification enzyme carbon の combining institutions に つ い て resonance ラ マ ン spectrometry に よ り analytical し, プ ロ ト ン ポ ン プ に お い て important な "を cut fruit た す と exam え ら れ る ヘ ム を nearly alongside の structure - Ming ら か に し, (Ohta et al. J. hys. Chem. B. 2004) さ ら に resonance ラ マ ン spectrometry を with い た research と し て は early め て copper - acidification carbon の stretching vibration の 観 に measuring success し た. (Pinakoulaki et al. J.B iol. Chem., 2004) こ の 発 see に よ り, こ れ ま で unknown で あ っ た の copper activity center of に masato し て knowledge が have ら れ る possibility を raw み out し た.

项目成果

Kitagawa T, Pal B, Ohta T, Li ZQ, Takenaka S, Tsuyama S: "Formation of unphotodissociable CO-heme adduct in soluble guanylate cyclase"JOURNAL OF INORGANIC BIOCHEMISTRY. 96. 23-23 (2003)

Kitakawa T，Pal B，Ohta T，Li ZQ，Takenaka S，Tsuyama S：“可溶性鸟苷酸环化酶中不可光解离的CO-血红素加合物的形成”无机生物化学杂志。

Resonance Raman and Ligand-binding Analysis of the Oxygen-sensing Signal Transducer Protein HemAT from Bacillus subtilis

枯草芽孢杆菌氧传感信号转导蛋白 HemAT 的共振拉曼和配体结合分析

• 发表时间: 2004
• 期刊: Methods in Enzymology 381
• 作者: S.Aono;H.Nakajima;T.Ohta;T.Kitagawa
• 通讯作者: T.Kitagawa

S.Aono, T.Kato, M.Matsuki, H.Nakajima, T.Ohta, T.Uchida, T.Kitagawa: "Resonance Raman and Ligand Binding Studies of the Oxygen-sensing Signal Transducer Protein HemAT from Bacillus subtilis"The Journal of Biological Chemistry. 277. 13528-13538 (2002)

S.Aono、T.Kato、M.Matsuki、H.Nakajima、T.Ohta、T.Uchida、T.Kitakawa：“来自枯草芽孢杆菌的氧传感信号转导蛋白 HemAT 的共振拉曼和配体结合研究”期刊

Resonance Raman Investigation on the Specific Sensing Mechanism of a Target Molecule by Gas Sensory Proteins

气敏蛋白对目标分子特异性传感机制的共振拉曼研究

• 发表时间: 2005
• 期刊: Inorganic Chemistry 44
• 作者: T.Ohta;T.Kitagawa
• 通讯作者: T.Kitagawa

Aono S, Iwabuchi T, Nakajima H, Ohta T, Kitagawa T: "Oxygen-sensing and signal transduction by the heme-based sensor protein HemAT-Bs"JOURNAL OF INORGANIC BIOCHEMISTRY. 96. 16-16 (2003)

Aono S、Iwabuchi T、Nakajima H、Ohta T、Kitakawa T：“基于血红素的传感器蛋白 HemAT-Bs 的氧传感和信号转导”无机生物化学杂志。