生体系金属活性種の構造化学的研究

生物系统中金属活性物质的结构化学研究

基本信息

批准号：
04225216
负责人：
甲斐泰
金额：
$ 0.96万
依托单位：
Osaka University
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：
1992
资助国家：
日本
起止时间：
1992 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

生体内での酵素触媒反応や電子移動には、金属が極めて重要な役割を果している。蛋白質を構成するアミノ酸の多くは金属と結合することができるので、アミノ酸と金属の組合せによって非常に多くの配位環境が金属のまわりに形成されるが、機能発現の条件下ではその環境が多彩かつ動的に変化すると考えられる。本研究では、生体内で最も重要な役割を果たす金属の一つである銅に注目し、一核銅蛋白質であるシュードアズリン、アズリン、アミシアニン及び複核銅蛋白質であるアスコルビン酸酸化酵素、亜硝酸遷元酵素の結晶構造解析を行い、銅の配位環境をできるだけ精密に沢定することによって、銅が果たす生体内機能の構造相関を、原子のレベルで明らかにすることを目的としている。Methylobacterium extorguens AMIから抽出されたシュードアズリンの1.5^O_A分解能での精密化を行った。蛋白質由来の937個の原子に銅原子1個、結晶水148個を含め、分解能8〜1.5^O_Aの独立な反射15,799個を用いて、最終のR値は21.6%である。得られた構造は、関連のブルー銅蛋白質と類似の構造であり、9本のβ-ストランドから成る2枚のβ-サンドイッチ構造をとっている。銅原子は分子表面近くに存在し、疎水性残基によってとり囲まれている。また銅原子と反対側の極に酸性アミノ酸残基が多く集まっており、この間を若香族アミノ酸残基が並び両極を結ぶような配置をとっている。現在治性中心の構造について詳細な検討を行っている。脱窒菌A.xylosoxidans NCIB11015から精製したpズリンについても、10〜2.5^O_A分解能データを用いて精密化し、R値が22.2%となった。現在最終段階の精密化を進めている。ワークステーションを用いた構造解析ラボシステムの構築を進めている。

金属在生物体的酶催化反应和电子转移中发挥着极其重要的作用。组成蛋白质的许多氨基酸都可以与金属结合，因此根据氨基酸与金属的结合，在金属周围形成大量的配位环境，但在功能表达的条件下，这些环境是多种多样的。人们认为它是动态变化的。在这项研究中，我们重点关注在生物体中发挥最重要作用的金属之一的铜，通过分析原始酶的晶体结构并尽可能精确地确定铜的配位环境，我们的目的是澄清铜的配位环境。铜在原子水平上的体内功能之间的结构关系。从挤出甲基杆菌 AMI 中提取的假天青蛋白以 1.5^O_A 分辨率进行精制。最终 R 值为 21.6%，使用分辨率为 8 至 1.5^O_A 的 15,799 次独立反射，其中包括 937 个蛋白质原子、1 个铜原子和 148 个结晶水。所得结构与相关的蓝铜蛋白相似，具有由九条β链组成的二β三明治结构。铜原子位于分子表面附近，并被疏水残基包围。此外，许多酸性氨基酸残基集中在与铜原子相反的极上，年轻的芳香族氨基酸残基以连接两极的排列方式排列在这些残基之间。我们目前正在对该结构进行详细研究，重点关注治疗特性。从反硝化细菌 A 中纯化的 p-Durin。目前正在进行最后阶段的完善。我们正在使用工作站构建结构分析实验室系统。