Elucidation of mechanisms for catalytic center maturation and catalysis of nitrile hydratase family enzyme

阐明催化中心成熟和腈水合酶家族酶催化的机制

• 批准号: 21350089
• 负责人: ODAKA Masafumi
• 金额: $ 12.31万
• 依托单位: Tokyo University of Agriculture and Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2009
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2009 至 2011
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-21350089/
• 关键词: 水和反応; 加水分解; 酵素反応; 結晶構造解析; 時間分割構造解析; 翻訳後修飾; タンパク質成熟化; アクセサリータンパク質; 構造生物学; 中性子; 生物・生体工学; バイオリアクター; X線結晶構造解析

By performing time-resolved X-ray crystallography of Fe-type nitrile hydratase(NHase) whoseβArg56 were substituted by Lys, we obtained the structure of the enzyme-substrate complex. By replacing two Arg residues resided in the active site pocket of a NHase family enzyme, thiocyanate hydrolase(SCNase), we showed that the size as well as the surface charge of the substrate binding pocket was important for the substrate specificities of SCNase. As for the maturation mechanism, we found that the SCNase activator protein, P15K, is responsible for the refolding, metal-insertion and post-translational modification of Cys ligand in the catalytic subunit,γ. The metal-incorporatedγsubunit form the complex with the other subunits,αandβ, to form the mature SCNase.

通过对βArg56被赖氨酸取代的铁型氰基水合酶(NHase)的时间分辨X射线结晶学分析，得到了酶-底物复合体的结构。通过替换氨酶家族酶-硫氰酸盐水解酶(SCNase)活性部位口袋中的两个Arg残基，我们发现底物结合口袋的大小和表面电荷对SCNase的底物专一性是重要的。至于成熟机制，我们发现SCNase激活蛋白P15K负责催化亚基γ中半胱氨酸配体的折叠、金属插入和翻译后修饰。金属结合的γ亚基与其他亚基α和β形成复合体，形成成熟的核糖核酸酶。

项目成果

アクリルアミド生産に使われる酵素ニトリルヒドラターゼの触媒機構解明の現状

丙烯酰胺生产中腈水合酶催化机制的阐明现状

• 发表时间: 2010
• 作者: 高橋佑輔;小林麻衣子;永次史;尾高雅文
• 通讯作者: 尾高雅文

チオシアネート加水分解酵素成熟化における活性化タンパク質の役割～触媒サブユニットとの相互作用解析～

活化蛋白在硫氰酸水解酶成熟中的作用 ~ 与催化亚基相互作用的分析 ~

• 发表时间: 2011
• 作者: 渡邉俊則;中西拓也;堀祥太;荒川孝俊;浪間聡志;中山洋;片山葉子;堂前 直;養王田正文;尾高雅文
• 通讯作者: 尾高雅文

Thiobacillus thioparus THI115由来硫化カルボニル分解酵素COSaseの結晶構造

硫杆菌THI115来源的羰基硫降解酶COSase的晶体结构

• 发表时间: 2010
• 作者: 松川公洋;渡瀬星児;玉井聡行;元久裕太;益山新樹;高橋翔平
• 通讯作者: 高橋翔平

Effect of arginine residues around the substrate binding pocket on the ubstrate specificity of thiocyanate hydrolase

底物结合袋周围精氨酸残基对硫氰酸水解酶底物特异性的影响

• 发表时间: 2011
• 作者: Y.Yamanaka;T.Arakawa;S.Namima;S.Hori;A.Ohtaki;K.Noguchi;Y.Katayama;M.Yohda;M.Odaka
• 通讯作者: M.Odaka

ニトリルヒドラターゼにおけるセリン配位子と近傍にある保存されたチロシン残基の機能の構造生物学的解析

腈水合酶中丝氨酸配体和附近保守酪氨酸残基功能的结构生物学分析

• 发表时间: 2010
• 作者: F. Nagatsugi;T. Hori;S. Kusano;S. Imoto;S. Hagihara;C. H. Guang;井出敬一朗・清水康映・水上久美・青山安宏・徳永武士・山東信介;山中保明
• 通讯作者: 山中保明