蛋白質の電子伝達複合体形成の阻害剤開発とプラスチド酸化還元反応の制御

蛋白质电子传递复合物形成抑制剂的开发和质体氧化还原反应的控制

基本信息

批准号：
14658195
负责人：
長谷俊治
金额：
$ 2.11万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
2002
资助国家：
日本
起止时间：
2002 至 2003
项目状态：
已结题

项目摘要

光合成ではたらく電子キャリアー蛋白質であるフェレドキシン(Fd)は、電子授受の相手側酵素と特異的な蛋白質間相互作用ができる特性を備えている。この相互作用の主要なものは、蛋白質の塩基性アミノ酸と酸性アミノ酸の塩橋形成による静電的結合力であり、これらの側鎖荷電と同様なあるいは逆の荷電の三次元分布をもっポリペプチドはFdとFNRの蛋白質間相互作用力を弱め、分子間電子伝達反応を特異的に阻害することが期待される。本年度は、植物葉で機能する光合成型のFd:FNR複合体と根で機能する非光合成型のFd:FNR複合体の立体構造情報を基に、分子間相互領域を系統的に評価する研究を計画した。平成15年9月に別に申請していた学術創成研究費の採択が決定し、本研究は途上で廃止することとなったが、学術創成研究費との研究の継続性はあり、以下の知見を得た。1)Fd:NADP+還元酵素(FNR)との電子伝達反応において、電位が約200mVした変異体(葉型FdではS45G変異体及び根型FdではS46G変異体)はそれ自身は電子伝達不活性であり、葉型、根型の電子伝達複合体何れにおいても構造特異的な阻害分子として機能する。この阻害分子のX線結晶構造解析を行った。2)Fd:FNR複合体の立体構造をラン藻、高等植物の葉、根の3種について、分子進化の観点から考察し、それぞれの特異的分子認識にかかわるアミノ酸残基を明らかにし、それらが分子進化上高度に保存されていることを明らかにした。3)Fdの葉緑体内濃度は数十μMから100μMであり、この生理的な濃度下でのFdと酵素の蛋白質・蛋白質の相互作用や電子伝達反応を詳細に解析することが必要であり、FNRや亜硫酸還元酵素を対象に蛋白質工学的手法で明らかにした。

铁氧还蛋白（FD）是一种在光合作用中作用的电子载体蛋白，具有允许特定的蛋白质 - 蛋白质蛋白质与电子交换和接收的酶相互作用。这种相互作用的主要部分是由蛋白质的碱性氨基酸和酸性氨基酸之间的盐桥形成的静电结合力，以及与侧链电荷相似或相反的电荷分布的多肽，这些电荷与侧链电荷的三维分布相似，这些电荷与副链电荷相似，预计蛋白质蛋白质相互作用会削弱FD和FNR之间的蛋白质蛋白质相互作用，并具有iNtermolec的互动和FNRECERCERCORTORICTIPERICERICERCORTORCORTIC。今年，我们计划根据光合FD：FNR复合物的3D信息系统地评估分子间的相互区域，该信息在植物叶和非光合合成的FD：FNR复合物中起作用。决定在2003年9月通过了学术创造研究基金的单独申请，并在途中废除了这项研究，但是研究是与学术创造研究基金的连续性，并获得了以下发现。 1）在与FD：NADP+还原酶（FNR）的电子转移反应中，该突变体具有约200 mV（叶型FD的S45G突变体），而对根型FD的S46G突变体本身在电子传输中无效，并且在电子传输中无效，并且在结构上是构造型膜片的叶片和rooter-loof-lood-trog-troge-ty-trow-tytry-troge-ty-tytrytry-tytrytry-tytrytry-ty-tytrytry-ty-tytry-tytry-tytry-tytry-tytrytrytepe。进行了该抑制分子的X射线晶体结构分析。 2）我们从三种分子进化的角度检查了FD：FNR复合物的三维结构：较高植物的蓝细菌，叶子和根，并揭示了与特定分子识别有关的氨基酸残基，表明它们在分子进化中高度保存。 3）叶绿体中FD的浓度为几十至100μM，有必要详细分析FD和酶蛋白与酶蛋白质和电子转移反应之间在这些生理浓度上的相互作用，并使用FNR和Sulfite还原酶的蛋白质工程方法阐明了电子转移反应。