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NADH-キノン酸化還元酵素(呼吸鎖複合体I)の構造プロテオミクス

NADH-醌氧化还原酶（呼吸链复合物 I）的结构蛋白质组学

基本信息

批准号：
16770085
负责人：
竹田一旗
金额：
$ 2.37万
依托单位：
The Institute of Physical and Chemical Research
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2004
资助国家：
日本
起止时间：
2004 至 2005
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-16770085/
关键词：
NADH-キノン酸化還元酵素 NQO-5 結晶構造呼吸鎖複合体I サブユニット

项目摘要

NADH-キノン酸化還元酵素(呼吸鎖複合体 I)は呼吸鎖複合体のひとつとして生命活動に大変重要な酵素であり、43個のサブユニットからなる分子量約1000KDa(哺乳動物由来)の巨大な膜蛋白質複合体である。本研究では酵素全体の詳細な分子構造の解明を最終目標にし、結晶化や構造解析の困難な多数のサブユニットからなる巨大な蛋白質複合体であることを考慮して、膜外ドメインを中心とした個々のサブユニットの網羅的な結晶構造解析を行った。バクテリア由来の本酵素に含まれる14個のサブユニットは最も重要な最小基本単位と考えられている。本研究では精製や結晶化が比較的容易だと考えられる高度好熱菌由来の膜外サブユニットの結晶化を行い、複数のサブユニットの結晶化に成功した。このうち、サブユニットNQO5は、NADH-キノン酸化還元酵素の膜外ドメインに位置し、すべての生物種のNADH-キノン酸化還元酵素に含まれている重要なサブユニットであるが、これまで構造のみならず複合体中で担っている機能が明らかとなっていなかった。Ca存在下および非存在下で析出した結晶を用いて、大型放射光施設SPring-8のX線を利用して構造決定することができ、このサブユニットを構成する二つのサブドメインの相対配置がフレキシブルに変化することが判明した。今回の結果とこれまでの知見を考え合わせると、このサブユニットは呼吸鎖複合体Iの膜外部分と膜内部分をつなぐ蝶番の役割を果たしており、二価イオンの存在や酸化還元状態の変化の際に観察されている複合体の大きな構造変化を担っている重要な部位であることが判明した。

NADH-linked acidifying enzyme (respiratory lock complex I) is a large membrane protein complex of 43 enzymes important for vital activities with molecular weight of about 1000KDa(mammalian origin). This study is aimed at clarifying the molecular structure of the enzyme in detail. Crystallization and structural analysis are the ultimate goals. Most of the large protein complexes are considered to be extramembranous. The enzyme contains 14 basic units, which are the most important. In this study, it is easy to refine and crystallize, and it is highly successful to crystallize from the outer membrane of the bacteria. NQO5 is located outside the membrane of NADH-containing acid-reducing enzyme, and the NADH-containing acid-reducing enzyme of biological species has important functions in the structural complex. In the presence or absence of Ca, the precipitation of crystals was determined by X-ray analysis of SPring-8, and the phase configuration of SPring-8 was determined by X-ray analysis. The results of this study show that the important parts of respiratory lock complex I, which are located in the outer part and inner part of respiratory lock complex I, are identified.