Untersuchungen zur Kristallisation und Struktur der Dinitrogenase-Komponente des Mo-freien Eisen-Nitrogenase-Systems von Rhodobacter capsulatus

荚膜红杆菌无钼铁固氮酶系统二固氮酶组分的结晶及结构研究

• 批准号: 5388854
• 负责人: Professor Dr. Achim Müller
• 金额: --
• 依托单位: Arbeitsgruppe Anorganische Chemie I
• 依托单位国家: 德国
• 项目类别: Research Grants
• 财政年份: 2003
• 资助国家: 德国
• 起止时间: 2002-12-31 至 2006-12-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/5388854?language=en
• 关键词: Untersuchungen; zur; Kristallisation; und; Struktur

Die "klassische" Molybdän-Nitrogenase kommt in allen Stickstoff-fixierenden Bakterien vor. Bereits aus mehreren Bakterienstämmen wurden die Proteinkomponenten dieses Enzymsystems isoliert, kristallisiert und deren Struktur mit Hilfe röntgenstrukturanalytischer Untersuchungen aufgeklärt. Für den Katalyseprozeß ist insbesondere die Dinitrogenase-Proteinkomponente (MoFe-Protein) von herausragender Bedeutung. Sie setzt sich zusammen aus je zwei Alpha- und Beta-Untereinheiten (heterotetramere Struktur) und enthält die beiden am Elektronentransfer und der Substratreduktion beteiligten Metallcluster, den "P-Cluster" (8Fe7S) und den "FeMo-Cofaktor" (7FeMo9S/Homocitrat). In dem phototrophen Bakterium Rhodobacter capsulatus existiert neben der Mo-Nitrogenase auch eine Mo-unabhängige Eisen-Nitrogenase. Dieses Enzymsystem ist Sauerstoff-empfindlicher, reduziert molekularen Stickstoff mit deutlich geringerer Rate, zeichnet sich aber durch eine ungewöhnlich hohe Wasserstoffgas-Produktionsrate aus. Die Dinitrogenase-Komponente der Eisen-Nitrogenase (FeFe-Protein) ist ein Hexamer mit zwei zusätzlichen kleinen Delta-Untereinheiten (13.5 kDa) noch unbekannter Funktion. Im Mittelpunkt des beantragten Projekts steht die Präparation stabiler, homogener FeFe-Proteinproben und die Züchtung röntgentauglicher Kristalle mit anschließenden strukturanalytischen Untersuchungen. Ziele sind, die Struktur-Funktion-Zusammenhänge in diesem Enzym aufzuklären und die Unterschiede zum Mo-haltigen Nitrogenase-System herauszuarbeiten, speziell im Hinblick auf die Cofaktorstruktur, die Wechselbeziehungen zwischen Cofaktor(elektronen)struktur und katalytischer Aktivität, die Proteinumgebung des Cofaktors und die Lokalisation der Delta-Untereinheit. In begleitenden Arbeiten soll dieses Delta-Peptid bzw. das entsprechende Dimer isoliert, biochemisch charakterisiert und insbesondere seine potentielle Rolle beim Einbau des Mo-freien Cofaktors untersucht werden.

“经典”钼氮酶可以在所有胶粘剂中固定到烘焙机上。Bereits aus mehreren Bakterienstämmen wurden die Proteinkomponenten dieses Enzymsystems isoliert，kristallisiert und deren Struktur mit Hilfe röntgenstrukturanalytischer Untersuchungen aufgeklärt. Für den Katalyseprozekists insbesondere die Dinitrogenase-Proteinkomponente（MoFe-Protein）von herausragender Bedeutung.我们用两种不同的α-和β-原子团簇（异四分体结构）来研究P-原子团簇（8 Fe 7S）和FeMo-辅因子（7 FeMo 9 S/Homocitrat）的电子转移和基质还原。在光养细菌荚膜红杆菌中，钼固氮酶也有一种钼固氮酶。这种酶系统是一种天然产物，它能降低分子粘滞率，因此可以通过一种更高的产气率来降低粘滞率。Eisen-固氮酶的二氮合酶（FeFe-蛋白）是一种具有两种小分子量（13.5 kDa）的六聚体，其功能更为独特。Im Mittelpunkt des beantragten Projekts steht die Preparation stabiler，homogener FeFe-Proteinproben und die Züchtung röntgentauglicher Kristalle mit anschließenden strukturanalytischen Untersuchungen.因此，结构功能在酶的增强和对钼氮酶系统的研究中具有重要意义，特别是在咖啡因结构、咖啡因（电子）结构和催化剂活性的相互作用、咖啡因蛋白质的合成和三角洲地区的定位方面。在开始工作时，使用Delta-Peptid bzw。这些二聚体的分离、生物化学特性和潜在的作用将在韦尔登的作用中发挥作用。