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新規dNTPaseの複雑な制御機構の解明とその生理学的意義への洞察

阐明新型 dNTPase 的复杂调节机制并深入了解其生理意义

基本信息

批准号：
06J08759
负责人：
近藤直幸
金额：
$ 0.64万
依托单位：
Osaka 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 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-06J08759/
关键词：
dNTP HDドメイン

项目摘要

高度好熱菌由dNTP triphosphohydrolase(Tt-dNrPase)は複雑な分子内制御機構と幅広い基質特異性を持ってdNTPの加水分解反応を触媒する。しかし、Tt-dNTPaseホモログの三次元構造は未だ明らかになっておらず、多様な分子機能に対する構造生物学的洞察は得られていなかった。本研究では、その分子機能を明らかにするために、Tt-dNTPaseのSe-Met置換体を作製し、SAD法を用いてX線結晶構造解析を行った。分解能2.2Åでの構造解析に成功し、Tt-dNTPaseは3回軸を持つ三量体リング2つが、境界面に2回軸を有して2つ連なった、ホモ六量体を形成していることが明らかになった。サブユニットは19個のαヘリックスから成り、その内部には活性部位のHDドメインと呼ばれる加水分解モチーフを含む6つのαヘリックスが存在した。高度に保存された残基に配位する金属イオンの位置と、HDドメインを持つ他のタンパク質の基質複合体構造との構造比較から、6つのαヘリックスの中心に活性部位が存在すると考えられる。その情報に基づいて活性部位にdNTPが結合したモデルを作成したところ、活性部位には核酸塩基を特異的に認識する残基はほとんど存在しなかったが、リン酸基を認識する残基は多数存在することが示唆された。一方、分子機能解析からはTt-dNTPaseは非天然dNTPを含む様々なdNTPを分解するが、dNDP, dNMPは分解しない結果が得られた。これらのことから、活性部位における基質認識には三リン酸の認識が重要であることが明らかになった。

Highly thermophilic bacteria use dNTP triphosphohydrolase (Tt-dNrPase) as a complex intramolecular control mechanism and as a substrate-specific substrate for dNTP hydrolysis and reaction as a catalyst.しかし、Tt-dNTPaseホモログの三dimensional structure は无だ明らかになっておらず、多様なMolecular function に対するInsight into structural biology は得られていなかった. In this study, we used X-ray crystallographic structural analysis of the molecular function of Tt-dNTPase and Se-Met substitution, and the SAD method. The decomposition energy is 2.2Å and the structural analysis has been successful. Tt-dNTPase has a three-axis axis and a three-dimensional body of 2.が, the boundary surface に2 axis を有して2つ连なった, and the ホモsix-dimensional body をformed していることが明らかになった.サブユニットは19のαヘリックスから成り、その内にはactive siteのHDドメインとHUばれるAdd water to decompose モチーフをcontaining 6つのαヘリックスがexistent した. Highly conserved residues, coordinated metal positions, and high-definition bases. Comparison of the structure of the plasma complex and the structure of the 6つのαヘリックスのcenter and the active part of the existence of it.そのInformation base にいて active site dNTP が binding しモデルを made したところ, active site には nucleic acid base を specific The に recognized する residues and はほとんど exist しなかったが, and the リン acidic を recognized する residues は mostly exist and することが说円された. On the one hand, molecular function analysis of Tt-dNTPase and non-natural dNTP contains the decomposition of dNTP, dNDP, and dNMP decomposition of dNMP.これらのことから, active site におけるsubstrate recognition には三リン acid のcognition がimportant であることが明らかになった.