Structure and function of the heme-based gas sensor proteins

基于血红素的气体传感器蛋白的结构和功能

基本信息

  • 批准号:
    14380303
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 9.73万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
  • 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

HemAT-Bs is a heme-containing signal transducer protein responsible for aerotaxis of Bacillus subtilis. The recombinant HemAT-Bs expressed in Escherichia coli was purified as the oxy form in which oxygen was bound to the ferrous heme. Oxygen binding and dissociation rate constants were determined to be kon = 32 μM^<-1> s^<-1> and koff = 23^<-1>, respectively, revealing that HemAT-Bs has a moderate oxygen affinity similar to that of sperm whale myoglobin (Mb). The rate constant for autoxidation at 37 ℃ was 0.06 h^<-1>, which is also close to that of Mb. Although the electronic absorption spectra of HemAT-Bs were similar to those of Mb, HemAT-Bs showed some unique characteristics in its resonance Raman spectra. Oxygen-bound HemAT-Bs gave the Fe-0_2 band at a noticeably low frequency (560 cm^<-1>), which suggests a unique hydrogen bonding between a distal amino acid residue and the proximal atom of the bound oxygen molecule. Deoxy HemAT-Bs gave the Fe-His band at a higher frequency (225 cm<-1>) than those of ordinary His-coordinated deoxy heme proteins. CO-bound HemAT-Bs gave the Fe-CO and C-O bands at 494 and 1964 cm1, respectively, which fall on the same C-O versus Fe-CO correlation line as that of Mb. Based on these results, the structural and functional properties of HemAT-Bs has been elucidated.In this work, a new CooA homologue from C.hydrogenoformans (Ch-CooA) was also studied. Ch-CooA also contains a protoheme as the active site for sensing CO. The heme in Ch-CooA is six-coordinate, low spin state in the ferric, ferrous and CO-bound forms. The heme environmental structure of Ch-CooA was elucidated by mutagenesis and spectroscopic studies.
HEMAT-BS是负责枯草芽孢杆菌空气的含血红素信号传感器蛋白。在大肠杆菌中表达的重组hemat-bs被纯化为氧与亚铁血红素结合的氧形式。确定氧结合和解离速率常数为KON =32μM^<-1> S^<-1>和K​​off = 23^<-1>,表明Hemat-BS的现代氧亲和力与精子鲸鱼肌红蛋白(MB)相似。 37℃时自氧化的速率常数为0.06 H^<-1>,也接近MB的速率常数。尽管HEMAT-BS的电子损失光谱与MB的电子损失光谱相似,但HEMAT-BS在其谐振拉曼光谱中显示出一些独特的特征。结合氧气的HEMAT-BS以明显的低频(560 cm^<-1>)的形式给出了Fe-0_2带,这表明远端氨基酸保留和结合氧分子的代理之间存在独特的氢键。脱氧Hemat-BS比普通的His协调脱氧血红素蛋白的Fe-His带的频率更高(225 cm <-1>)。共同绑定的Hemat-BS分别在494和1964 CM1下给出了Fe-CO和C-O频段,该频段与MB相同的C-O与Fe-CO相关线相同。基于这些结果,已经阐明了HEMAT-BS的结构和功能特性。在这项工作中,也研究了来自C. hydrogenogenogenogenogenogenogenogenogenogentoy(CH-COOA)的新的COOA同源物。 CH-COOA还包含一个原始素作为传感CO的活性位点。CH-COOA中的血红素是六坐标,低旋转状态,在铁,亚铁和共同的形式中。通过诱变和光谱研究阐明了CH-COOA的血红素环境结构。

项目成果

期刊论文数量(50)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Shigetoshi Aono: "Resonance Raman and ligand binding analysis of the oxygen-sensing, signal transducer protein HemAT from Bacillus subtilis"Methods in Enzymol.. 381. 618-628 (2004)
Shigetoshi Aono:“来自枯草芽孢杆菌的氧传感信号转导蛋白 HemAT 的共振拉曼和配体结合分析”Enzymol.. 381. 618-628 (2004) 中的方法
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    0
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Shigetoshi Aono: "Resonance Raman and Ligand Binding Analysis of the Oxygen-sensing Signal Transducer Protein HemAT from Bacillus subtilis"Methods in Enzymology. 印刷中. (2004)
Shigetoshi Aono:“来自枯草芽孢杆菌的氧传感信号转导蛋白 HemAT 的共振拉曼和配体结合分析”酶学方法(2004 年)。
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  • 影响因子:
    0
  • 作者:
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Shigetoshi Aono: "Biochemical and Biophysical Properties of the CO-sensing transcriptional Activator CooA"Acc.Chem.Res.. 36・11. 825-831 (2003)
Shigetoshi Aono:“CO 感应转录激活剂 CooA 的生物化学和生物物理特性”Acc.Chem.Res. 36・11(2003)。
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    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
Shigetoshi Aono: "Resonance Raman and ligand binding studies of the oxygen-sensing signal transducer protein Hem AT from Bacillus subtilis"J.Biol.Chem.. 277. 13528-13538 (2002)
Shigetoshi Aono:“来自枯草芽孢杆菌的氧传感信号转导蛋白 Hem AT 的共振拉曼和配体结合研究”J.Biol.Chem.. 277. 13528-13538 (2002)
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青野重利: "一酸化炭素センサーとして機能する転写調節因子CooAの構造と機能"Molecular Medicine. 40・2. 158-164 (2003)
Shigetoshi Aono:“作为一氧化碳传感器发挥作用的转录调节器 CooA 的结构和功能” 40・2(2003)。
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