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電子伝達蛋白質と超分子複合体を形成する亜硝酸還元酵素の構造と分子進化に関する研究

亚硝酸还原酶与电子传递蛋白形成超分子复合物的结构和分子进化研究

基本信息

批准号：
16710156
负责人：
井上豪
金额：
$ 2.43万
依托单位：
Osaka University
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

项目摘要

亜硝酸還元酵素(NIR)は、脱窒過程の一部である亜硝酸イオンを一酸化窒素に還元する反応を触媒する酵素である。NIRのうち、通常の銅型NIRはサブユニット(単量体)あたり電子受容部位として働くタイプ1銅と、亜硝酸還元部位として働くタイプ2銅の二つの銅結合部位を持ち、3量体構造をとることが知られている。これに対してHyphomicrobium denitrificans A3151株由来の銅型NIR(HdNIR)は単量体あたり2つのタイプ1銅(type 1 Cu_N,type 1 Cu_C)と1つのタイプ2銅を持ち、6量体構造をとる。HdNIRは、そのアミノ酸配列のN末端側にブルー銅タンパク質のプラストシアニンと相同性のあるドメイン(N-terminalドメイン)とC末端側に既知のNIRと相同性のあるドメイン(C-terminalドメイン)からなり、Nドメインにはtype 1 Cu_N、Cドメインにはtype 1 Cu_Cとtype 2 Cuが含まれている。これまでにNativeおよびC260Aの結晶化を行い、2.4Å分解能までのX線回折強度データを収集した(Acta Cryst.,D60,2383-2386(2004))。銅イオンを利用したMAD法による構造解析を試みたが、最終的には、分子置換法に成功し、2.4Å分解能でR値18%の精密構造を得た。構造解析の結果、HdNIRのN末端ドメインのtype 1銅の周囲に存在する、Gly74,Gly38,Ala75,Met40,Ile35などの疎水パッチ同士が結合し、3量体構造どうしがface-to-faceで向き合うような構造を有していた。NIRドメインのtype 1とtype 2の銅イオンの位置は、12.7Å離れ、N末端ドメインのtype 1と、NIRドメインのtype 1とは50.4Å離れていたが、隣のNIRドメインのtype 1との距離が24.7Åと近く、異なる分子への電子伝達経路が考えられた。ストップドフローやパルスラジオリシスなどの生化学実験の結果から、HdNIRの生理的電子供与体であるシトクロムc_<550>は、2系統の電子伝達経路でHdNIRに電子を供与し、N末端ドメインのtype 1銅に電子を渡す速度よりも、NIRドメインのtype 1銅へ電子を渡す速度が非常に速いことが判明した。これら2つの電子伝達経路を構造から議論した。

Nitrate reductase (NIR) is an enzyme that is part of the detoxification process. NIR, normal copper NIR, electron acceptor sites, electron acceptor sites. For this reason, Hyphomicrobium dendrificans A3151 strain is derived from copper-type NIR(HdNIR), which is composed of 2 Cu (type 1 Cu_N,type 1 Cu_C) and 1 Cu (type 2 Cu). HdNIR is the N-terminal side of the N-terminal side of the N-terminal side The crystallization process of Native C260A and the X-ray reflection intensity of 2.4 ° C decomposition energy are collected (Acta Cryst., D60,2383-2386(2004))。The final result was obtained by molecular substitution method, and the final result was obtained by molecular substitution method. The results of structural analysis show that the N-terminal structure of HdNIR has the characteristics of type 1 copper ring, Gly74,Gly38,Ala75,Met40,Ile35, etc., and the three-dimensional structure has face-to-face structure. The position of the copper element of type 1 and type 2 of the NIR terminal is 12.7 ° C away, the N-terminal element of type 1 is 50.4 ° C away, and the distance of the adjacent NIR terminal element of type 1 is 24.7 ° C away. The electron transfer path of the molecule is examined. The results of biochemical experiments on HdNIR <550>electron donor, N-terminal electron transfer velocity of type 1 copper electron transfer velocity of type 1 copper electron transfer velocity of type 2 electron transfer pathway were identified. 2. The electronic transmission path is constructed in such a way that it can be discussed.

项目成果

期刊论文数量（38）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Crystal Structure of Thioredoxin Peroxidase of an Aerobic Hyperthermophilic Archaeon, Aeropyrum pernix K1.

需氧超嗜热古菌 Aeropyrum pernix K1 硫氧还蛋白过氧化物酶的晶体结构。

DOI：
发表时间：
2005
期刊：
Protein (In press)
影响因子：
0
作者：
Kilunga K.B et al.;井上豪他;Xie.Y et al.;T.Inoue et al.;T.Knoshita et al.;T.Yamamoto et al.;T.Nakamura et al.
通讯作者：
T.Nakamura et al.

Protein Crystal Processing Using a Deep-UV Laser

使用深紫外激光进行蛋白质晶体加工

DOI：
发表时间：
2004
期刊：
Jpn.J.Appl.Phys. 43
影响因子：
0
作者：
H.Adachi;et al.
通讯作者：
et al.

Structural basis of compound recognition by adenosine deaminase

DOI：
10.1021/bi050529e
发表时间：
2005-08-09
期刊：
BIOCHEMISTRY
影响因子：
2.9
作者：
Kinoshita, T;Nakanishi, I;Fujii, T
通讯作者：
Fujii, T

Universal processing technique for protein crystals Using a pulsed UV laser

使用脉冲紫外激光的蛋白质晶体通用加工技术

DOI：
发表时间：
2004
期刊：
Jpn.J.Appl.Phys. 43
影响因子：
0
作者：
A.Murakami;et al.
通讯作者：
et al.

Protein Crystal Growth using Laser-Processed Seed Crystals

使用激光加工籽晶生长蛋白质晶体

DOI：
发表时间：
2005
期刊：
Jpn.J.Appl.Phys. 44
影响因子：
0
作者：
Kilunga K.B et al.;井上豪他;Xie.Y et al.;T.Inoue et al.;T.Knoshita et al.;T.Yamamoto et al.;T.Nakamura et al.;H.Matsumura et al.;T.Nakamura et al.;T.Nakamura et al.;H.Adachi et al.;K.Takeuchi et al.
通讯作者：
K.Takeuchi et al.