機能を制御する水素結合を直接見る金属蛋白質の超高分解能X線結晶解析

对金属蛋白进行超高分辨率 X 射线晶体分析，直接观察控制其功能的氢键

基本信息

批准号：
12740365
负责人：
栗栖源嗣
金额：
$ 1.41万
依托单位：
Osaka 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：
2000
资助国家：
日本
起止时间：
2000 至 2001
项目状态：
已结题

项目摘要

金属蛋白質が金属酵素や電子伝達蛋白質として働くためには、金属-蛋白質間の結合制御が重要であると考えられている。生物無機化学の分野ではモデル金属錯体を使った実験で、配位子に対する水素結合の重要性が指摘されているが、実際の金属蛋白質では不明な点が多い。その理由は蛋白質結晶解析では、通常「金属・炭素・窒素・硫黄」のみの位置情報しか得られず、機能制御に重要である水素原子の正確な位置を求めることが出来ないからである。そこで大型放射光施設Spring-8の高輝度X線を使って亜鉛酵素と鉄・硫黄蛋白質の1.0Å分解能を超える超高分解能構造解析を行い、水素結合の役割を直接確認し、金属蛋白質に特有の結合性制御機構を実験的に解明することを目的としている平成12年度には放線菌S.caespitosusが産出する亜鉛プロテアーゼの構造精密化計算を行った。平成13年度には、もう一つのターゲットである植物型フェレドキシンの超高分解能構造解析を行った。用いたのは、高等植物である杉菜由来のフェレドキシン哩(FdIIである。杉菜Fdllの結晶はリン酸緩衝液を沈殿剤に用いて、ハンギングドロップ蒸気拡散法により調整した。大型放射光施設Spring8に設置されているたんぱく質研究所専用ビームラインを用いて1.2A分解能までの回折強度データをR-merge 6%の精度で収集している。現在、高分解能用精密化プログラムSHELXL97を用いて構造精密化中である。異方性温度因子を導入して計算したところ、約3残基にマルチコンフォメーションが確認された。今後、このフェレドキシンの活性中心である[2Fe-2S]クラスターの立体構造に着目し、高分解能での精密化解析を行っていき、機能を制御する水素結合の直接、間接的な確認を行っていく予定である。

为了使金属蛋白作为金属酶和电子传输蛋白起作用，认为金属和蛋白质之间的键控制很重要。在生物无机化学领域，使用模型金属复合物的实验指出了与配体结合的氢结合的重要性，但是实际金属蛋白中有很多未知的点。原因是蛋白质晶体分析通常仅获得“金属，碳，氮和硫”的位置信息，并且无法寻求氢原子的准确位置，这对于功能控制很重要。因此，我们使用大型辐射设施的高亮度X射线弹簧-8进行了1.0Å铁和硫蛋白的锌酶，铁和硫蛋白的超高分解结构分析，直接证实了氢的作用。结合，由金属蛋白在2000财年中指定，旨在阐明结合控制机制，这是由布线细菌S.caspitosus产生的锌蛋白的结构蛋白。在2001财年，对另一个靶标进行了超高分解结构分析，进行了植物型费勒氧蛋白。我使用了源自雪松蔬菜（FDII。雪松FDLL的晶体的晶体，使用磷酸蒸汽扩散方法调整铜酸蒸汽溶液的晶体。使用高分辨率接近程序SHELXL97引入了各向月的温度因子，并在将来计算了该铁氧还蛋白的三维结构。