キノプロテイン-アミン脱水素酵素の構造と機能

醌蛋白胺脱氢酶的结构和功能

• 批准号: 03J04731
• 负责人: 佐藤 敦子
• 金额: $ 2.11万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2003
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2003 至 2005
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-03J04731/
• 关键词: アミン脱水素酵素; キノプロテイン; X線結晶構造解析; 構造と機能; フラボプロテイン; 基質認識; 基質阻害; 分子間電子移動

アミン類の酸化は生命活動を維持する上において重要な反応の一つであり、これらの反応を触媒する数多くの酸化還元酵素に関する研究は、生命科学の観点からも非常に意義深い。申請者は、Pseudomonas putida由来キノヘモプロテインアミン脱水素酵素(QH-AmDH)と、Nocardioides simplex由来ヒスタミン脱水素酵素(HmDH)を研究対象として取り上げ、両アミン脱水素酵素の立体構造に基づく機能発現の仕組みについて追求してきた。QH-AmDHには、活性を示さない不活性型QH-AmDH(sQH-AmDH)が存在することをこれまでに報告してきた。近年、本酵素の結晶化ならびに1.8Å分解能での回折データ収集に成功した。活性型QH-AmDHの活性中心は、C6位、C7位が酸化されたTrp残基のC4位にCys残基がチオエーテル結合したシステイントリプトフィルキノン(CTQ)である。しかしながら、sQH-AmDHにおいては、Trp残基とCys残基の間にチオエーテル結合が形成されておちず、また反応部位であるTrp残基のC6位カルボニルが修飾を受けており、これが活性を示さない原因であることを、構造解析の結果明らかにした。一方、鉄硫黄フテボプロテインであるHmDHに関しては、酵素反応遠度解析の結果、本酵素が基質阻害を示すことが解った。この基質阻害と構造を関連付けるべく、酵素-基質ヒスタミシ複合体の構造解析を試みた。HmDH結晶にソーキングする基質濃度、反応時間等を変化させ、擬似的な時間分割実験を行った。その結果、基質ヒスタミンが二通りの方法で活性部位に配位した構造を1.6Å分解能で決定した。基質阻害を結晶構造解析の立場から示した例は非常に稀で、本研究においての報告は酵素反応と構造の関係を実証する良い例であると言える。

The research on acidification enzymes is of great significance to the maintenance of life activities of all kinds of enzymes. The applicant is interested in the study of Pseudomonas putida, Pseudomonas putida, Pseudomonas pu QH-AmDH(sQH-AmDH) is an inactive form of QH-AmDH. In recent years, the crystallization of this enzyme has been successfully achieved by 1.8 μ m decomposition energy. The active site of active QH-AmDH is composed of Trp residue at C6 position and C7 position and Cys residue at C4 position. SQH-AmDH is a combination of Trp residues and Cys residues, and the C6 position of Trp residues is modified by Trp residues at the opposite site. The activity of the Trp residues is shown in the results of structural analysis. The results of enzyme analysis and matrix inhibition were analyzed. The structural analysis of enzyme-matrix complex was studied. HmDH crystallization solution matrix concentration, reaction time, etc. change, simulation time division implementation As a result, the active site coordination structure and the decomposition energy of the matrix structure are determined by the two-way method. This paper reports that the relationship between matrix resistance and crystal structure is very rare.

项目成果

Production of Completely Flavinylated Histamine Dehydrogenase, Unique Covalently Bound Flavin and Iron-sulfur Cluster Containing Enzyme of Nocardioides simplex in Escherichia coli, and its Properties

单纯诺卡氏菌完全黄素化组胺脱氢酶、独特共价结合黄素和铁硫簇酶在大肠杆菌中的生产及其性质

• 发表时间: 2005
• 期刊: Biosci. Biotech. Biochem. 69(12)
• 作者: Okuyama;S.;Lam;N.V.;Hatakeyama;T.;Terashima;T.;Yokogoshi;H.;Nobutaka Fujieda
• 通讯作者: Nobutaka Fujieda

Structure of the Transition State Analog of Medium-Chain Acyl-CoA Dehydrogenase. Crystallographic and Molecular Orbital Studies on the Charge-Transfer Complex of Medium-Chain Acyl-CoA Dehydrogenase with 3-Thiaoctanoyl-CoA

中链酰基辅酶A脱氢酶的过渡态类似物的结构。

• 发表时间: 2003
• 期刊: J.Biochem. 143
• 作者: Nobutaka Fujieda et al.;Atsuko Satoh et al.
• 通讯作者: Atsuko Satoh et al.

The Active Site Structure of Quinohemoprotein Amine Dehydrogenase Inhibited by p-Nitrophenylhydrazine

对硝基苯肼抑制醌血红素蛋白胺脱氢酶的活性位点结构

• 发表时间: 2003
• 期刊: Biochim.Biophys.Acta 1647
• 作者: Nobutaka Fujieda et al.;Atsuko Satoh et al.;Atsuko Satoh et al.
• 通讯作者: Atsuko Satoh et al.

Atsuko Satoh et al.: "Structure of the Transition State Analog of Medium-Chain Acyl-CoA Dehydrogenase. Crystallographic and Molecular Orbital Studies on the Charge-Transfer Complex of Medium-Chain Acyl-CoA Dehydrogenase with 3-Thiaoctanoyl-CoA"J.Biochem..

Atsuko Satoh 等人：“中链酰基辅酶 A 脱氢酶的过渡态类似物的结构。中链酰基辅酶 A 脱氢酶与 3-硫辛酰辅酶 A 的电荷转移复合物的晶体学和分子轨道研究”J。