高活性耐熱性アスパルターゼ反応機構の複合体結晶解析による解明

通过复杂晶体分析阐明高活性耐热天冬氨酸酶的反应机制

• 批准号: 13760070
• 负责人: 藤井 知実
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: Kyoto University
• 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
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13760070/
• 关键词: 構造生物学; X線結晶解析; アスパルターゼ; 耐熱性; 立体構造; 結晶構造; 局所構造比較

高エネルギー加速器研究機構物質構造科学研究所放射光施設を使用して測定した2.5Åの回折強度データに対して、さらに精密化を行なった。得られたBacillus YM55-1アスパルターゼの精密分子構造と、類縁酵素との構造比較を行なった。この際、ドメインや2次構造の相対的配置の違いが見られたため、局所的な構造比較を行なう方法を考案した。この手法は、連続する5残基を最小2乗法により重ね合わせ、その際のCα原子間距離の差のrms偏差を真ん中の残基の値としてプロットする、というものである。このことで、ドメインや2次構造の相対的配置の違いに関係なく、局所的に本質的な差を表示することができる。この手法を本研究に適用することにより、活性部位近辺に4箇所の構造差異領域を見つけることができた。これらの領域へ着目することで、基質分子の認識部位や反応に関与が考えられる残基の推定を行なった。特に、Gln96〜Gly100の領域では、アスパルターゼとフマラーゼで共に別の残基が保存されていた。さらにこれらの残基のリガンドフリー状態での水分子との相互作用を考慮に入れ、この領域が、基質を特徴付けているR基(アスパルターゼではアスパラギン酸のアミノ基)の認識に関与することが大きく示唆された。また、基質の2つのカルボキシル基を結合する部位として、Lys324とSer140がその可能性が大きいことを推定した。これら情報を総合的に検討し、基質であるアスパラギン酸の分子モデルを活性部位にあてはめた基質結合モデルを構築することに成功した。さらには、δクリスタリンの硫酸イオンとの複合体構造との詳細な構造比較により、フレキシブルなループであるGly317〜Pro322の領域が、反応遂行のために重要な役割を担っていることが示唆された。

The Radiation Light Facility of the Institute of Materials and Structure Science, a high-tech accelerator research institution, is used to measure the bending strength of 2.5Å and the precision of the 2.5Å bending strength. Obtained the precise molecular structure of Bacillus YM55-1 アスパルターゼの, and the comparison of the structure of the enzyme-like enzyme を行なった.この记, ドメインやSecondary structure of the configuration of the mutual relationship, のviolation of the configuration of the いが见られたため, bureau of the な structure comparison を行なうmethod of test case.このtechniqueは, even 続する5 residues をminimum 2 multiplication により重ね合わせ, その记のCα atom The difference between the distance and the deviation of the rms is the difference between the distance and the distance. The relationship between the configuration of the secondary structure and the secondary structure is the difference between the arrangement and the nature of the position. The method used in this study is applicable to the field of structural difference of the active site near the base of the body and the field of structural difference of the active site. The field of research is focused on the target, the recognized part of the matrix molecule, the reaction, and the research on the residue of the substrate are presumed. Special に, Gln96~Gly100 の domain で は, ア ス パ ル タ ー ゼ と フ マ ラ ー で 公に の residue が さ れ て い た.さらにこれらのResidue のリガンドフリーstate でのWater moleculeとのinteractionをConsiderationに入れ、この区が、Matrixを特徴PayけているR radicalすることが大きく说された.また, matrixの2つのカルボキシルbaseをcombinationするpartとして, Lys324とSer140がそのpossibilityが大きいことを presumedした.これらInformationを総合的に検し、Matrix であるアスパラギン acidのmolecule モデルをActive site にあてはめたMatrix combined with モデルをconstructs することにsuccessfulした.さらには, δクリスタリンの sulfuric acid イオンとの complex structure との detailed structure comparison により, フレキシブルなループThe field of であるGly317~Pro322, the counterattack execution のためにimportant なservice cut dan っ て い る こ と が INDUSTRY された.

项目成果

Tomomi Fujii: "Crystal Structure of Thermostable Aspartase from Bacillus sp. YM55-1 : Structure-based Exploration of Functional Sites in the Aspartase Family"Journal of Molecular Biology. (2003)

Tomomi Fujii：“来自芽孢杆菌属 YM55-1 的耐热天冬氨酸酶的晶体结构：基于结构的天冬氨酸酶家族功能位点探索”分子生物学杂志。