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電気化学高速ＡＦＭと構造解析を用いた新規キノヘモプロテインの電子移動機構の解析

利用电化学高速 AFM 和结构分析分析新型醌血红素蛋白的电子转移机制

基本信息

批准号：
14J08641
负责人：
武田康太
金额：
$ 1.22万
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 JSPS Fellows
财政年份：
2014
资助国家：
日本
起止时间：
2014-04-25 至 2016-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

真核生物由来で初のピロロキノリンキノン(PQQ)酵素である担子菌Coprinopsis cinerea由来ピラノース脱水素酵素(CcPDH)は、新規PQQドメインに加えて、シトクロムドメインとセルロース結合性ドメインを有した、構造的に特徴のある菌体外酸化還元酵素である。全長酵素及び、各ドメインをそれぞれ切り離した組換え体を用いてその酵素学的性質を明らかとした。特徴的な性質として、逆いす形配座の立体配置をとる単糖に対して認識すること、セロビオース脱水素酵素のヘムドメインと類似した性質を有していること、さらにセルロースへの強い吸着能があることがわかった。各ドメインで至適pHが異なることを見出し、全体の電子伝達反応のなかで、分子内電子移動が反応の律速となっており、pHに依存していることが示唆された。電気化学測定により酵素内のPQQとヘムの酸化還元電位を決定することに成功し、本酵素の分子内電子移動機構が電位差によって制御されていることを示唆する結果を得た。全長およびPQQドメインのみからなるタンパク質を、種々の電極上に固定化し直接電子移動型の酵素電極反応に関する知見を得た。PQQドメインのみで直接電子移動反応が可能であることを新たに見出した。タンパク質内に結合したPQQの酸化還元に由来するピーク波を観測することができ、PQQ酵素でこのような電極間と効率的な直接電子移動反応が観察された例は初めてである。明らかにしたシトクロムドメインの構造解析を基に、変異体を作製して調べたところ、ヘム周辺の表面電荷がpHに依存したドメイン間の電子移動反応に関与することがわかり、変異によりpH依存性が変化する結果が得られたことは大変興味深い。金沢大との共同研究を遂行し、電気化学計測と高速原子間力顕微鏡(HS-AFM)の同時測定が可能な電気化学HS-AFM装置の構築をした。本手法により、酸化還元反応に伴うタンパク質一分子の動的挙動を直接観察が可能となる。

The origin of eukaryotes: the origin of eukaryotes, the origin of PQQ, the origin of basidiomycetes Coprinopsis cinerea, the addition of dehydrase (CcPDH), the addition of new PQQ enzymes, the combination of eukaryotes and the acidification of special bacteria in vitro. Full-length enzymes and enzymes are used to determine the characteristics of enzyme enzymes in the tissue. Special sex, reverse shape, three-dimensional configuration, sugar, sugar, dehydration, sugar, sugar All customers have received reports from pH customers, all electrons have reached counter-sensors, intramolecular electrons have been moved, and pH-dependent electrons have been instigated. The electrochemistry determination of the PQQ enzyme acidified element potential determines the success of the enzyme, and the enzyme intramolecular electron transfer mechanism determines the success of the enzyme, and the enzyme intramolecular electron transfer mechanism determines the success of the enzyme. Full-length PQQ electrodes are used to immobilize direct electron-moving enzymes on the electrodes and to obtain information on the electrodes. The PQQ may cause new customers to move the anti-jamming device directly. In combination with PQQ acidification, the reason for this is the direct electron transfer monitoring of the rate of direct electron transfer and the rate of PQQ enzyme activation. In this paper, the results of the chemical analysis, the pH dependence of the surface charge on the surface charge, the transfer response and the dependence of the pH on the surface charge were analyzed in detail. The Institute of Science and Technology has jointly studied the implementation of the electronic chemistry program, the simultaneous determination of the high-speed atomic force micrometer (HS-AFM), and the possibility that the electronic chemical HS-AFM device may be operated in the same time. In this method, the acidizing reaction is accompanied by the direct detection of the movement that is part of the reaction.

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Enzymatic properties of eukaryotic pyrroloquinoline quinone-dependent sugardehydrogenase belonging to a new auxiliary activity family 12

属于新辅助活性家族12的真核吡咯喹啉醌依赖性糖脱氢酶的酶学特性

DOI：
发表时间：
2014
期刊：
影响因子：
0
作者：
K. Takeda;H. Matsumura;T. Ishida;M. Samejima;H. Ohno;M. Yoshida;K. Igarashi;N. Nakamura
通讯作者：
N. Nakamura

A Novel Pyrroloquinoline Quinone-Dependent 2-Keto-d-Glucose Dehydrogenase from Pseudomonas aureofaciens

DOI：
10.1128/jb.02376-14
发表时间：
2015-02
期刊：
Journal of Bacteriology
影响因子：
3.2
作者：
Kiwamu Umezawa;K. Takeda;T. Ishida;Naoki Sunagawa;Akiko Makabe;K. Isobe;K. Koba;H. Ohno;M. Samejima;N. Nakamura;K. Igarashi;Makoto Yoshida
通讯作者：
Kiwamu Umezawa;K. Takeda;T. Ishida;Naoki Sunagawa;Akiko Makabe;K. Isobe;K. Koba;H. Ohno;M. Samejima;N. Nakamura;K. Igarashi;Makoto Yoshida

PQQ依存性酵素を用いたガラクツロン酸酸化触媒によるガラクタロ-1,4-ラクトン生成

使用 PQQ 依赖性酶通过半乳糖醛酸氧化催化剂生产半乳糖 1,4-内酯