Designing composite biocatalysts by analysis of the proton-transfer process in pyridoxal enzymes
Designing composite biocatalysts by analysis of the proton-transfer process in pyridoxal enzymes
批准号:
13125209
负责人:
HAYASHI Hideyuki
金额:
$15.1万
依托单位:
依托单位国家:
日本
项目类别:
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份:
2001
资助国家:
日本
项目状态:
已结题
起止时间:
2001 至 2003
中文摘要
通过分析吡哆醛酶的质子转移过程,阐明了吡哆醛酶的精细催化反应机理,从而提出了对“诱导契合”和“多底物识别”的分子理解。天冬氨酸氨基转移酶(AAT)中Gly 38的构象转变为闭合型时,Gly 38的主链羰基与Schiff碱之间产生静电排斥,从而使米氏复合物的能级升高,k值增大<cat>。对AAT与C5底物反应的动力学和结构分析表明,在AAT-C5底物中,米氏络合物为开放构象,醛亚胺络合物为封闭构象;在AAT-C4底物中,米氏络合物和醛亚胺络合物均为封闭构象。在闭合构象中,位于活性位点入口的残基之间存在疏水相互作用,并在底物结合后覆盖活性位点。在具有C5的米氏络合物中,这种疏水相互作用的丧失增加了米氏络合物的自由能水平,再次有助于C5底物的k_cat值的增加。通过这种方式,我们揭示了复合生物催化剂的催化部分、识别部分、调节部分等部分之间的系统相互作用。
英文摘要
By analyzing the proton-transfer process of pyridoxal enzymes, we elucidated the refined catalytic reaction mechanisms of them, thereby presenting the molecular understanding of the "induced fit" and "multisubstrate recognition". In aspartate aminotransferase (AAT), the conformational hange to the closed form induces an electrostatic repulsion between the main chain carbonyl group of Gly38 and the Schiff base, thereby raising the ree energy level of the Michaelis complex and increasing the k_<cat> value. Kinetic and structural analysis on the reaction of AAT with C5 substrates in comparison with C4 substrates revealed that in the case of AAT-C5 the Michaelis complex takes the open conformation and the external aldimine complex takes the closed conformation, while in AAT-C4, both complexes take the closed conformation. In the closed conformation, There is a hydrophobic interaction between the residues that is located at the active site entrance and covers the active site after the substrate binding. In the Michaelis complex with C5, the loss of this hydrophobic interaction increases the free energy level of the Michaelis complex, again contributing to the increase in the k_cat Value for C5 substrates. In this way, we revealed the systematic interactions between the parts--catalytic part, recognition part, regulation part, and so on--of composite biocatalysts.
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Hayashi, Hideyuki: "Strain and catalysis in aspartate aminotransferase"Biochim.Biophys.Acta. (印刷中). (2003)
Hayashi, Hideyuki:“天冬氨酸氨基转移酶的菌株和催化”Biochim.Biophys.Acta(印刷中)。
DOI:
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发表时间:
期刊:
影响因子:
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作者:
[]
通讯作者:
Goto, M.: "Crystal structures of branched-chain amino acid aminotransferase complexed with glutamate and glutarate : true reaction intermediate and double substrate recognition of the enzyme."Biochemistry. 42・13. 3725-3733 (2003)
Goto,M.:“与谷氨酸和戊二酸复合的支链氨基酸氨基转移酶的晶体结构:酶的真实反应中间体和双底物识别”。生物化学42・13 3725-3733(2003)。
DOI:
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发表时间:
期刊:
影响因子:
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作者:
[]
通讯作者:
A.Hosono, H.Mizuguchi, H.Hayashi, M.Goto, I.Miyahara, K.Hirotsu, H.Kagamiyama: "Glutamine : phenylpyruvate aminotransferase from an extremely thermophilic bacterium, Thermus thermophilus HB8."J. Biochem.. 134. 843-851 (2003)
A.Hosono、H.Mizuguchi、H.Hayashi、M.Goto、I.Miyahara、K.Hirotsu、H.Kagamiyama:“谷氨酰胺:来自极端嗜热细菌,嗜热栖热菌 HB8 的苯基丙酮酸转氨酶。”J。
DOI:
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发表时间:
期刊:
影响因子:
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作者:
[]
通讯作者:
H.Ikushiro, H.Hayashi, H.Kagamiyama: "Reactions of serine palmitoyltransferase with serine and molecular mechanisms of the actions of serine derivatives as inhibitors."Biochemistry. 43. 1082-1092 (2004)
H.Ikushiro、H.Hayashi、H.Kagamiyama:“丝氨酸棕榈酰转移酶与丝氨酸的反应以及丝氨酸衍生物作为抑制剂的作用的分子机制。”生物化学。
DOI:
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发表时间:
期刊:
影响因子:
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作者:
[]
通讯作者:
Kagamiyama, H.: "Release of enzyme strain during catalysis reduces the activation energy barrier."Chem.Rec.. 1・5. 385-394 (2001)
Kagamiyama, H.:“催化过程中酶菌株的释放降低了活化能垒。”Chem.Rec.. 1・5 (2001)。
DOI:
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发表时间:
期刊:
影响因子:
--
作者:
[]
通讯作者:
共 44 条
Concerted proton/electron transfer mechanism in cofactor-dependent enzyme
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批准号:15K05573
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项目类别:Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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资助金额:$3.16万
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财政年份:2015
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负责人:HAYASHI Hideyuki
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依托单位:
Clinical study of anti-vascular endothelial growth factor(VEGF) therapy
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批准号:23591608
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项目类别:Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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资助金额:$3.24万
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财政年份:2011
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负责人:HAYASHI Hideyuki
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依托单位:
Multidimensional energy analysis of pyridoxal-enzyme and quinoenzyme reactions
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批准号:21570120
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项目类别:Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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资助金额:$3.08万
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财政年份:2009
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负责人:HAYASHI Hideyuki
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依托单位:
Is retinol (vitamin A) inhibits angiogenesis, and strinlate epithelial wound heating though encouraging the producior of intrinsic anti-antigenic factor
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批准号:15591882
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项目类别:Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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资助金额:$1.79万
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财政年份:2003
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负责人:HAYASHI Hideyuki
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依托单位:
The proton-transfer mechanism of the catalytic reactions of pyridoxal enzymes
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批准号:11680641
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项目类别:Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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资助金额:$2.37万
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财政年份:1999
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负责人:HAYASHI Hideyuki
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依托单位:
Substrate-Recognition Mechanism of Aromatic Amino Acid Aminotransferase
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批准号:06680628
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项目类别:Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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资助金额:$1.47万
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财政年份:1994
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负责人:HAYASHI Hideyuki
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依托单位:
国内基金
海外基金
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TRAM2/AKAP11/PKA复合物调控Vimentin-S459位点磷酸化促进三阴性乳腺癌转移的机制研究
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批准号:JCZRLH202601087
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项目类别:省市级项目
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资助金额:--
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批准年份:2026
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负责人:
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依托单位:
基于cAMP/PKA/TRPV1信号通路介导外泌体研究续筋接骨液干预肩袖损伤的作用机制
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批准号:2026JJ82390
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项目类别:省市级项目
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资助金额:--
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批准年份:2026
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负责人:张萍
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依托单位:
基于“神-魂-精”稳态平衡理论研究古汉养生精调控 cAMP/PKA/CREB 信号通路改善失眠的机制
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批准号:2026JJ81600
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项目类别:省市级项目
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资助金额:--
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批准年份:2026
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负责人:胡文孝
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依托单位:
溴莫尼定通过cAMP/PKA/CREB轴调控MMP-2表达延缓近视眼轴增长的机制研究
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批准号:2026JJ70126
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项目类别:省市级项目
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资助金额:--
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批准年份:2026
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负责人:向爱群
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依托单位:
甜叶悬钩子苷激活cAMP-PKA-mTOR通路增强海马突触可塑性改善大鼠难治性抑郁
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批准号:2026JJ80382
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项目类别:省市级项目
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资助金额:--
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批准年份:2026
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负责人:龚凤翔
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依托单位:
基于甜味受体T1R2/T1R3-cAMP/PKA信号通路“滋味-效味”整合的湖湘蜜蒸玉竹“滋阴润燥”增效机制研究
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批准号:2026JJ82567
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项目类别:省市级项目
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资助金额:--
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批准年份:2026
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负责人:王硕辉
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依托单位:
ADM激活cAMP-PKA磷酸化CREB介导巨噬细
胞极化负向调控宿主抗结核免疫机制研
究
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批准号:
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项目类别:省市级项目
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资助金额:10.0万元
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批准年份:2025
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负责人:朱家楼
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依托单位:
积雪草酸通过肠道菌群调控 cAMP/PKA/NF-κB通路改善溃疡性结肠炎的作用研究
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批准号:
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项目类别:省市级项目
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资助金额:--
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批准年份:2025
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负责人:
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依托单位:
基于姜黄素靶向调控PKA-StAR/CYP19A1/ER-β信号轴降低EMS雌激素敏感性的分子机制研究
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批准号:
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项目类别:省市级项目
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资助金额:--
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批准年份:2025
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负责人:
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依托单位:
Annexin A13调控PKA/PLIN5介导的脂滴-
线粒体偶联减轻急性肾损伤的机制研究
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批准号:
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项目类别:省市级项目
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资助金额:10.0万元
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批准年份:2025
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负责人:汤颖
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依托单位: