金属イオン結合モジュールの金属配位様式の共通性・多様性

金属离子结合模块金属配位模式的共性和多样性

基本信息

批准号：
11780467
负责人：
由良敬
金额：
$ 1.41万
依托单位：
Nagoya University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
1999
资助国家：
日本
起止时间：
1999 至 2000
项目状态：
已结题

项目摘要

本年度は、立体構造が判明しているタンパク質で数多く見られるすべての金属イオン、カルシウム、マグネシウム及び亜鉛イオンにおいて、それぞれのイオンがいくつのモジュールに配位するのか、及びそれぞれのイオンの配位部位に類似のモジュールが存在するのかを調べた。タンパク質における金属イオン配位子の今までの研究では、タンパク質における金属イオンの配位子は、アミノ酸配列上全体に散らばっていると考えられていた。しかし、多くのタンパク質で調べたところ、カルシウム、マグネシウム、亜鉛イオンにおいては、約75%の場合は配位子が局在していることがわかった。タンパク質のコンパクトな構造単位であるモジュールと金属イオン配位子の関係を見ると、金属イオン配位子は、ひとつないしは二つのモジュールに局在していることがわかった。これら金属イオン配位子を持つモジュールの立体構造を比較すると、どの金属イオンにおいても、類似立体構造をもつ金属イオン配位モジュールが存在することがわかった。各金属イオンを配位する類似立体構造のモジュールにおいて、それらのアミノ酸配列を比較すると、モジュール全体にわたって類似性が見られる場合と類似性が見られない場合とがある。モジュール全体にわたって類似性が見られる場合は、すでにアミノ酸配列のモチーフが報告されているが、モチーフによって推定できるタンパク質の金属配位部位は、立体構造解析によって判明している金属配位部位の約30%にすぎない。立体構造が類似でアミノ酸配列モチーフが見られない場合でも、金属イオン配位子となる残基は同一または類似残基であった。特に亜鉛イオンの場合はヒスチジンかシステインによって配位されている場合が約75%であった。ゲノム配列から予測される機能未知アミノ酸配列が大量にデータベースに存在することより、類似立体構造を持つ金属イオン配位モジュールのアミノ酸配列から何らかの共通性を見いだし、アミノ酸配列から金属配位モジュールを推定できるようにすることが次の課題となる。

今年，我们研究了所有金属离子，钙，镁和锌离子中的每个离子坐标有多少个模块，这些模块通常在具有已知三维结构的蛋白质中发现，以及每个离子坐标的多少模块，以及每个离子坐标的类似模块是否存在。先前对蛋白质中金属离子配体的研究已被认为散布在整个氨基酸序列中。但是，在检查许多蛋白质时，发现配体位于约75％的钙，镁和锌离子中。查看蛋白质的紧凑结构单位与金属离子配体之间的关系，发现金属离子配体位于一个或两个模块中。将这些模块的三维结构与金属离子配体进行比较，发现所有金属离子都存在具有相似三维结构的金属离子配位模块。在具有相似构象结构的模块中，在比较它们的氨基酸序列时，可以在整个模块中看到相似性，而在整个模块中可能会看到相似之处。如果在整个模块中都看到相似性，则已经报道了氨基酸序列基序，但是该蛋白质的金属配位位点可以通过基序推导的蛋白质金属配位位点仅是构象分析确定的金属配位位点的30％。即使三维结构相似并且未发现氨基酸序列基序，成为金属离子配体的残基也是相同或相似的残基。特别是，锌离子约为由组氨酸或半胱氨酸协调的病例中的75％。下一个挑战是从具有相似三维结构的金属离子配位模块的氨基酸序列中找到一些通用性，并能够从氨基酸序列中估算氨基酸序列的金属配位模块。