脳内のCOセンサー蛋白質NPAS2の立体構造解析

大脑中CO传感器蛋白NPAS2的三维结构分析

• 批准号: 05J05063
• 负责人: 杉島 正一
• 金额: $ 1.47万
• 依托单位: Kurume University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2005
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2005 至 2006
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-05J05063/
• 关键词: X線結晶構造解析; 構造生物学; ヘム; 金属蛋白質; シグナル伝達

本研究はヘムの分解に伴って生じる様々な生理反応の解明を目的として行なった。ヘムの代謝はヘムオキシゲナーゼ(HO)によるポルフィリン環の開裂によって始まり、この反応でビリベルジン、CO、鉄が生じる。生じたCOは、哺乳類では様々な生理反応のシグナル伝達物質として働くと示唆されている。このような生理反応の一つとして、NPAS2による体内時計の制御が知られている。NPAS2はヘムを二分子含む蛋白質で、ヘム鉄にCOが結合することによって、その会合状態を変化させ、BMAL1と相互作用することによって転写因子として機能する。ヘム結合ドメインA、Bおよびその両者をもつフラグメントを大腸菌内で大量発現させる系を用いて、試料を精製し、結晶化を試みたが、現在まで結晶解析に適した結晶を得ることには成功していない。NPAS2の関与する系以外にもCOは細胞増殖、抗炎症、抗アポトーシスといった細胞を保護する反応のシグナルとして働くことが示唆されている。これらはHOの特異的阻害剤が抗癌剤として使用できる可能性を示している。昨年、イミダゾール-ジオキソレン化合物が従来のHO阻害剤より特異性の高い阻害剤として働くことが報告された。今年度、私はこの阻害剤とヘム-HO複合体の三者複合体の立体構造を明らかにした。本構造を基に、より特異性の高い阻害剤が開発されることが期待される。一方で、光合成生物ではヘムの分解によって生じたビリベルジンが、フェレドキシン依存性ビリン還元酵素によって還元され、様々な光合成色素や光受容色素が合成される。今年度は、昨年度明らかにしたフェレドキシン依存性ビリン還元酵素(PcyA)と基質であるビリベルジンの複合体構造をさらに発展させ、基質非結合型の立体構造を明らかにした。基質結合前後の構造を比較することにより、PcyAにおける構造変化を伴う基質認識について明らかにした。

The purpose of this study is to analyze the physiological response of the patients. The first phase of the reaction is the reaction of carbon dioxide, carbon dioxide and iron. In mammals, the biological response is to react to the biological response and to express the biological response. NPAS2 is the control of internal chronology. NPAS2 is a two-molecule protein, iron and CO binding agent, and a fusion agent, and BMAL1 interaction agent. For example, the combination of A, B and C is successful in the purification, crystallization and crystallization of the sample. NPAS2 is related to cell proliferation, anti-inflammatory, anti-inflammatory, and cell protection. The possibility of using anti-cancer agents against HO specific inhibitors is demonstrated. In the past year, the chemical composition of the compound has been reported to be highly resistant to HO. The three-dimensional structure of the three-dimensional complex of HO and HO complexes has been clarified. This structure is based on the high resistance of the specificity and high resistance. A photosynthetic organism produces photosynthetic pigments and photoreceptive pigments in response to the decomposition of these pigments. This year, the development of matrix-dependent protein reductase (PcyA) and matrix-dependent protein complex structure has become more and more obvious. Comparison of structure before and after matrix binding, PcyA structure transformation and matrix recognition

项目成果

Crystal structure of phycocyanobilin:ferredoxin oxidoreductase in complex with biliverdin IXα, a key enzyme in the biosynthesis of phycocyanobilin

• DOI: 10.1073/pnas.0507266103
• 发表时间: 2006-01-03
• 期刊: PROCEEDINGS OF THE NATIONAL ACADEMY OF SCIENCES OF THE UNITED STATES OF AMERICA
• 影响因子: 11.1
• 作者: Hagiwara, Y;Sugishima, M;Fukuyama, K
• 通讯作者: Fukuyama, K

Induced-fitting and electrostatic potential change of PcyA upon substrate binding demonstrated by the crystal structure of the substrate-free form

• DOI: 10.1016/j.febslet.2006.05.075
• 发表时间: 2006-07-10
• 期刊: FEBS LETTERS
• 影响因子: 3.5
• 作者: Hagiwara, Yoshinori;Sugishima, Masakazu;Fukuyama, Keiichi
• 通讯作者: Fukuyama, Keiichi

基礎医学・生物系の同位体実験-放射性同位体・安定同位体・X線結晶解析の基礎-

基础医学和生物系统中的同位素实验 - 放射性同位素、稳定同位素和 X 射线晶体分析的基础知识 -

• 发表时间: 2005
• 作者: Yoshiaki Omata;Masakazu Sugishima;Shunsuke Hayashi;Hiroshi Sakamoto;Yoshiaki Omata;Hiroshi Sakamoto;Masakazu Sugishima;Masakazu Sugishima;Masakazu Sugishima;Hiroshi Sakamoto;Manabu Satani;Shunsuke Hayashi;Masakazu Sugishima;Masakazu Sugishima;Hiroshi Sakamoto;Masakazu Sugishima;Shunsuke Hayashi;Shunsuke Hayashi;Masakazu Sugishima;Masakazu Sugishima;井上 義浩
• 通讯作者: 井上 義浩

フェレドキシン依存性ビリン還元酵素の構造研究

铁氧还蛋白依赖性胆碱还原酶的结构研究

• 发表时间: 2006
• 期刊: 日本結晶学会誌 48
• 作者: T.Fujii;M.G Suzuki;T.Kawai;K.Tsuneizumi;A.Ohnishi;M.Kurihara;S.Matsumoto;T.Ando;杉島正一
• 通讯作者: 杉島正一

ヘムオキシゲナーゼの立体構造からみた反応機構

从血红素加氧酶的三维结构看反应机理

• 发表时间: 2005
• 期刊: 生化学 77・7
• 作者: Shinnichiro Suzuki;Yong Xie;Hiroshi Yokoyama;Kazuya Yamaguchi;Yong Xie;Kunishige Kataoka;Yong Xie;Kunishige Kataoka;Kazuya Yamaguchi;Kunishige Kataoka;Yong Xie;Shinnichiro Suzuki;Kazuya Yamaguchi;Masahito Sano;佐野正人;Tsuyoshi Inoue;Yuichiro Higashimoto;Kazuya Yamaguchi;Shinnichiro Suzuki;坂本 寛
• 通讯作者: 坂本 寛