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新しいフラビン結合青色光センサータンパク質BLUFドメインの光シグナル変換過程

新型黄素结合蓝光传感器蛋白BLUF结构域中的光信号转导过程

基本信息

批准号：
06J06451
负责人：
福島佳優
金额：
$ 1.22万
依托单位：
Nagoya University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2006
资助国家：
日本
起止时间：
2006 至 2007
项目状态：
已结题

项目摘要

新しいフラビン結合青色光センサータンパク質BLUFドメインの光シグナル変換過程を検討するために、タンパク質アミノ酸残基に,部位変異的変異を導入し、低温分光で反応機構を解析し、さらに分子動力学的解析を行うことで、この変異の影響を評価した。BLUFドメインは1分子のフラビンを含み、そのフラビンはGln50,Asn32,Q50などと水素結合している構造がX線結晶解析で得られている。これらの変異体解析から以下の結果を得た。(1)Asn32変異体(N32Q、32A)は野生型と類似した光反応を起こした。(2)Gln50変異体(Q50M,Q50A)では正常な反応はみられなかった。(3)Tyr8変異体(Y8A,Y8F)も同様に正常な反応を室温ではしめさなかった。従って、フラビンと直接水素結合をしているGln50および、これと水素結合するTyr8が重要な役割をもつ。さらに低温77Kでの光反応の解析をおこなったところ、室温で光活性をしめさないY8A,Y8Fが光励起にともない、収率はおちるが正常に近い赤色シフトを示すことを発見した。これをさらに詳しく調べるたところ室温付近では反応物が不安定になることで、反応がとまることがわかった。これは他の研究グループが提唱している、Y8とフラビンの間での電子移動反応が赤色シフトを起こす引き金となるという機構を否定するものであるう。Y8の役割を検討するために、分子動力学計算(Amber)により、水中のBlufタンパク質の動きの変化を検討した。この結果、Y8A,Y8FではフラビンのNと水素結合するGln50の構造揺らぎが大きく変化し、配向を変えていることが推定された。このような推定をフラビンの蛍光寿命の変化からも検討した。

A new method for analyzing the optical transition process of cyan light in combination with cyan light is proposed. The effects of the different positions of the different acid residues on the analysis of the reaction mechanism in low temperature spectroscopy and molecular dynamics are evaluated. The structure of BLUF is X-ray crystallographic analysis of Gln50,Asn32,Q50 and water element binding. The following results were obtained from the analysis of different types of data. (1)Asn32 variant (N32Q, 32A) is similar to wild type. (2)Gln50 variant (Q50M, Q50A) (3)Tyr8 variant (Y8A,Y8F) is the same as normal temperature. The first step is to combine water directly with the second step, and the third step is to combine water with the third step. The analysis of light reflection at low temperature of 77K and room temperature shows that the light activity of Y8A and Y8F is normal and near red. The temperature of the room is close to the temperature of the room, and the temperature of the room is close to the temperature of the room. This is the first time that a person has ever been involved in a research project, such as a research project, a research project, a research project or a research project. Y8 molecular dynamics calculation (Amber) molecular dynamics calculation As a result, Y8A, Y8F are predicted to change their orientation and orientation in the structure of Gln50. The change in the optical lifetime of the light source is estimated.