蛋白質分子認識過程における水和構造のダイナミクス

蛋白质识别过程中水合结构的动力学

基本信息

批准号：
15076210
负责人：
中迫雅由
金额：
$ 49.41万
依托单位：
Keio 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：
2003
资助国家：
日本
起止时间：
2003 至 2007
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-15076210/
关键词：
生物物理ナノマシン表面・界面物性放射線・X線・粒子線生体分子蛋白質構造蛋白質水和低温結晶構造解析光受容蛋白質 X線散乱・回折蛋白質立体構造蛋白質水和構造 X線回折・散乱結晶構造時間相関阻害剤

项目摘要

1.グルタミン酸脱水素酵素のドメイン運動と水和構造変化高分解能X線結晶構造解析により、グルタミン酸脱水素酵素のドメイン運動のスナップショットの立体構造を水和水も含めて明らかにし、液中GDH六量体の分子動力学(MD)計算を実施した。また、原子間力顕微鏡(AFM)によるGDH結晶の表面構造観察して、ドメイン運動の頻度を見積もった。2.蛋白質のX線結晶構造解析と水和構造解析ブラストサイジンSデアミナーゼの結晶構造をその反応機構を追跡可能な、様々な反応中間状態で明らかにした。SPring-8のマイクロビームを用いて青色光受容蛋白質Phototoropin1,2 L0V1 ドメインの結晶構造解析を行った。いずれのドメインも結晶学的非対称単位中で二量体を形成しており、その安定化に水分子が大きく寄与していた。アリールマロン酸脱炭酸酵素(AMDase)の立体構造を実験室での重原子多重同型置換解析によって結晶構造を決定した。結晶学的非対称単位中に4分子が含まれ、それぞれが微妙にドメイン運動によって構造変化するとともに、活性ポケットの入り口にあるループがヘリックス-コイル変化をし、水和水や基質の出入りを妨げる可能性が示唆された。3.データベースを用いた蛋白質水和の研究水和構造予測プログラムの開発を行った。PDBに登録されている高分解能X線結晶構造解析による立体構造モデル座標から、親水性アミノ酸残基、極性原子周囲の水和構造を抽出し、各原子団周囲での経験的な分布確率密度を得た。これを利用して、任意の水溶性蛋白質の水和構造を予測するプログラムコードを開発した。また、抗体FVフラグメント高次構造決定因子を統計的に解析するためのプログラムコードを開発し、決定因子が重鎖の相補性決定領域3内の特定の領域にあることを見出すことができた。4.サブゼロ温度領域X線回折実験用結晶冷却装置の開発前年度からの開発を継続して行い、より冷却効率の高い熱交換器を搭載した。シタロン脱水酵素の置換体結晶を用いて、データ収集のための手技を検討中した。

1。谷氨酸脱氢酶高分辨率的X射线晶体结构分析的结构域运动和水合结构的变化揭示了液体中谷氨酸脱氢酶的结构域运动的快照的三维结构，包括水合水，包括分子动力学（MD）液体中GDH六角体的计算。此外，通过使用原子力显微镜（AFM）观察GDH晶体的表面结构来估算域运动的频率。 2。蛋白质的X射线晶体结构分析和水合结构分析在各种反应中间状态中揭示了blasticidin deaminase的晶体结构，从而可以追踪反应机制。使用弹簧-8的微片进行了蓝色光蛋白光胶质蛋白光前蛋白1,2 L0V1结构域的晶体结构分析。两个结构域在晶体不对称单元中形成二聚体，水分子对其稳定产生了很大的贡献。通过对重原子多同构取代的实验室分析来确定芳基丙二酸脱羧酶（AMDase）的晶体结构。有人提出，四个分子包含在晶体不对称单元中，每个分子由于结构域运动而具有微妙的结构变化，并且有效袋入口处的环可能会导致螺旋线圈的变化，从而阻止水合水和底物的进口和退出。 3。使用数据库进行蛋白质水合的研究开发了水合结构预测计划。使用高分辨率X射线晶体学在PDB中注册的三维结构模型坐标中提取了极性原子周围的亲水性氨基酸残基和水合结构，并获得了每个原子基团周围的经验分布概率密度。使用此过程，我们开发了一个程序代码，该代码可以预测任何水溶性蛋白质的水合结构。我们还开发了一种程序代码，用于统计分析抗体FV片段结构决定因素，并发现决定因素位于互补性确定重链区域3的互补性区域内。 4。自上一年以来，已经继续开发用于零温度范围X射线衍射实验的晶体冷却装置，并且已经安装了更高冷却效率的热交换器。使用Citalon赤霉酶的替代晶体考虑了数据收集的程序。