Structural Study of the Mechanism of Hydrogen Activation on Ni-enzymes

镍酶氢活化机制的结构研究

• 批准号: 22370061
• 负责人: HIGUCHI Yoshiki
• 金额: $ 11.73万
• 依托单位: University of Hyogo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2010
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2010 至 2012
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22370061/
• 关键词: ヒドロゲナーゼ; X線結晶解析; 反応機構; Ni酵素; 燃料電池

We have studied newly found NAD+-reducing four subunits [NiFe] hydrogenase and O_2-tolerant membrane-bound [NiFe] hydrogenase (MBH) in this project. In 2010-2012, we have developed the new protocols for inoculation of the bacterium and purification for NAD+-reducing four subunits [NiFe] hydrogenase. For MBH, the x-ray crystal structures of as-isolated, H2-reduced and chemically super-oxidized MBH at high resolution has been successfully determined. Overall structure of the molecule and the coordination geometry of the Dinuclear Ni-Fe active site of the MBH are almost identical to those of the standard O_2-sensitive [NiFe] hydrogenase. The proximal iron-sulfur (Fe-S) cluster, however, has a [4Fe-3S]-6Cys structure. When the enzyme is chemically oxidized, the cluster supplies additional electrons to the Ni-Fe active site, and a deprotonated amide nitrogen of the polypeptide backbone coordinates the Fe atom stabilizing the super-oxidized state of the cluster.

本项目研究了新发现的NAD+还原四亚基[NiFe]氢化酶和耐o_2膜结合[NiFe]氢化酶（MBH）。在2010-2012年，我们开发了接种细菌和纯化NAD+还原四亚基[NiFe]氢化酶的新方案。成功测定了分离态、h2还原态和化学超氧化态MBH的高分辨率x射线晶体结构。分子的整体结构和双核Ni-Fe活性位点的配位几何形状与标准o_2敏感的[NiFe]氢化酶几乎相同。然而，近端铁硫（Fe-S）簇具有[4Fe-3S]-6Cys结构。当酶被化学氧化时，簇为Ni-Fe活性位点提供额外的电子，多肽主链上去质子化的酰胺氮与铁原子协调，稳定簇的超氧化状态。

项目成果

Photosensitivity of the Ni-A state of [NiFe] hydrogenase from Desulfovibrio vulgaris Miyazaki F with visible light.

来自普通脱硫弧菌 Miyazaki F 的 [NiFe] 氢化酶的 Ni-A 态对可见光的光敏性。

• DOI: 10.1016/j.bbrc.2012.10.136
• 发表时间: 2013
• 期刊: Biochemical and biophysical research communications
• 影响因子: 3.1
• 作者: H. Osuka;Y. Shomura;H. Komori;N. Shibata;S. Nagao;Y. Higuchi;S. Hirota
• 通讯作者: S. Hirota

Crystallization and X-ray Analysis of ATP-sulfurylase from Sulfate-reducing Bacteria

硫酸盐还原菌 ATP-硫酸化酶的结晶和 X 射线分析

• 发表时间: 2011
• 作者: M. Taketa;Y. Shomura and Y. Higuchi
• 通讯作者: Y. Shomura and Y. Higuchi

ヒドロゲナーゼの新規酸素耐性機構-膜結合型[NiFe]ヒドロゲナーゼ,化学

氢化酶的新型耐氧机制 - 膜结合 [NiFe] 氢化酶，化学

• 发表时间: 2012
• 作者: K.Tanaka;et al.;庄村康人,樋口芳樹
• 通讯作者: 庄村康人,樋口芳樹

X 線照射によるマルチ銅活性中心の構造変化

X射线照射引起的多铜活性中心的结构变化

• 发表时间: 2012
• 作者: Kanai;A.;小森博文，片岡邦重，櫻井武，宮崎健太郎，樋口芳樹
• 通讯作者: 小森博文，片岡邦重，櫻井武，宮崎健太郎，樋口芳樹

ヒドロゲナーゼの新規酸素耐性機構 -膜結合型[NiFe]ヒドロゲナーゼ

氢化酶的新型耐氧机制——膜结合[NiFe]氢化酶

• 发表时间: 2012
• 期刊: 化学
• 作者: Masumi Takayama;Hiroo Kenzaki;Shoji Takada;矢野直峰 他;庄村康人，樋口芳樹
• 通讯作者: 庄村康人，樋口芳樹