ウシガエル卵由来レクチンの異方性温度因子の解析

牛蛙卵凝集素各向异性温度因素分析

基本信息

批准号：
09261211
负责人：
野中孝昌
金额：
$ 0.96万
依托单位：
Nagaoka University of Technology
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：
1997
资助国家：
日本
起止时间：
1997 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

ウシガエル(Rana catesbeiana)卵由来レクチン(RCEL)は、膵臓由来リボヌクレアーゼスーパーファミリーに属する111アミノ酸残基からなる蛋白質である。高エネルギー物理学研究所放射光実験施設(現高エネルギー加速器研究機構放射光研究施設)において、RCELの結晶からの原子分解能のX線回折データを収集し、1.14Å解能においてプログラムX-PLORを用いて立体構造の精密化を行った後、プログラムSHELXL-97を用いてさらなる精密化を行った。Bulk solvent correctionを行った上で、単位格子中の1,374個の水分子を同定した。これら同定した水分子の占める体積は溶媒の占める体積のおよそ60%に相当する。引き続き、40,197個の反射データを用い、15残基毎にブロック化(1残基の重複)して9,589のパラメータに対して完全行列最小2乗法による精密化を試みた。その結果、R-factorが0.133、free R-factorが0.194となった。R-factorは異方性温度因子の精密化を行うと0205から0.164に大きく低下し、その後は徐々に低下した。温度因子の非常に低いアミノ酸残基では、水素原子に対する電子密度分布を観測することができた。温度因子のあまり低くないアミノ酸残基であっても、主鎖とβ炭素の水素原子に対する電子密度分布が認められるものがあった。RCELにおけるこれら水素原子の電子密度分布の見え具合は、リゾチームの重水素原子に対する中性子密度分布と同程度に明瞭である。すなわち、X線結晶構造解析でも原子分解能であれば、中性子結晶構造解析と同様に水素原子の位置を同定することができるということである。したがって、水素供与体と受容体のジオメトリーからの推定によらない、厳密な水素結合の同定が可能となる。

牛蛙 (Rana catesbeiana) 卵源凝集素 (RCEL) 是一种由 111 个氨基酸残基组成的蛋白质，属于胰腺核糖核酸酶超家族。在高能物理研究所同步辐射实验装置（现为高能加速器研究组织同步辐射研究装置），我们收集了RCEL晶体的原子分辨率X射线衍射数据，并使用X-PLOR程序，分辨率为1.14 Å使用程序SHELXL-97细化三维结构后，使用程序SHELXL-97进行进一步细化。经过本体溶剂校正后，晶胞中识别出 1,374 个水分子。这些确定的水分子占据的体积相当于溶剂占据的体积的大约 60%。随后，使用 40,197 个反射数据，我们尝试通过每 15 个残基（1 个残基重叠）进行分块，使用完整矩阵最小二乘法对 9,589 个参数进行细化。结果，R因子为0.133，游离R因子为0.194。当各向异性温度因子细化时，R因子从0205显着下降到0.164，然后逐渐下降。对于温度因素非常低的氨基酸残基，我们能够观察氢原子的电子密度分布。即使对于温度因子不是很低的氨基酸残基，也可以在主链和β碳氢原子上观察到一些电子密度分布。 RCEL中这些氢原子的电子密度分布与溶菌酶中氘原子的中子密度分布一样清晰。换句话说，如果X射线晶体结构分析具有原子分辨率，则可以像中子晶体结构分析一样识别氢原子的位置。因此，可以准确地识别氢键，而不依赖于氢供体和受体的几何形状的估计。