フェレドキシン依存性酵素とフェレドキシンとの複合体結晶構造の解析

铁氧还蛋白依赖性酶和铁氧还蛋白复合物的晶体结构分析

基本信息

批准号：
13033024
负责人：
長谷俊治
金额：
$ 2.3万
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：
2001
资助国家：
日本
起止时间：
2001 至 2002
项目状态：
已结题

项目摘要

フェレドキシン(Fd)してトウモロコシ、スギナ、マラリア原虫由来のもの、Fd依存性酵素としてトウモロコシFd : NADP+還元酵素(FNR)と亜硫酸還元酵素(SiR)を用いて、以下の研究を遂行した。1)トウモロコシSiRとFdとの電子伝達複合体の結晶構造解析を前年度に引き続いて行ったが、分解能の改善は得られておらず構造解明に至っていない。2)スギナにはFdIとFdIIの2種のFdイソフォームが存在する。FdIには植物Fdに特徴的なArg39とGlu28の分子内塩橋構造が存在する。この塩橋構造はFd分子の安定性に重要であり、またFNRとの相互作用の際に、FdとFNRとの間の分子間塩橋に掛け変わるものである。FdIIではこの塩橋形成に対応する2残基は別の非解離性のアミノ酸に置換しており、分子の安定性やFNRとの相互作用の仕組みが異なるものと推定される。本年度は、このFdIIのx線結晶構造を決定した。その結果、Arg22とGlu58の間に新たな塩橋が形成されていることが判明した。この分子のFNRとの相互作用はFdIより強く、逆に、従来型の塩橋構造が形成できるように部位特異的改変を加えるとFdIと類似した特性に変化することも判明した。3)マラリア・アピコプラストのFdのx線結晶構造を決定した。主鎖構造は植物由来の根型Fdと極めて類似したものであったが、分子表面の静電ポテンシャルはマラリアFd特有であった。これを反映して、FNRとの相互作用は、植物FNRに比べマラリアFNRとの方が強いことが判明した。この結果はマラリア特異的なFd : FNRの相互作用様式があることを示唆するものである。

使用源自玉米，马疟疾和疟原虫的铁氧还蛋白（FD）以及玉米FD：NADP+还原酶（FNR）和亚硫酸盐还原酶（SIR）作为FD依赖性酶进行以下研究。 1）我们继续分析上一年玉米SIR和FD之间电子转移络合物的晶体结构，但没有实现分辨率的改善，尚未确定结构。 2）马鲭鱼，FDI和FDII中有两个FD同工型。 FDI具有ARG39和GLU28的分子内盐桥结构，这些结构是植物FD的特征。该盐桥结构对于FD分子的稳定性很重要，并且在与FNR相互作用后，将变为FD和FNR之间的分子间盐桥。在FDII中，与该盐桥形成相对应的两个残基被另一个不可溶解的氨基酸取代，并且假定分子的稳定性以及与FNR相互作用的机制不同。今年，确定了该FDII的X射线晶体结构。结果，发现在Arg22和Glu58之间形成了一座新的盐桥。还发现该分子与FNR的相互作用比FDI强，相反，特定于位点特定的修改以允许形成常规盐桥结构的形成将变为与FDI相似的特性。 3）确定疟疾膜状体的FD的X射线晶体结构。主链结构与植物衍生的根类FD非常相似，但是分子表面上的静电电势是疟疾FD所独有的。反映这一点，发现与FNR的相互作用与疟疾FNR相比，与植物FNR相比。该结果表明存在疟疾特异性的FD：FNR相互作用模式。