生体エネルギー変換における金属イオンと蛋白質の役割

金属离子和蛋白质在生物能转化中的作用

基本信息

批准号：
08249106
负责人：
北川禎三
金额：
$ 103.17万
依托单位：
Okazaki National Research Institutes
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
财政年份：
1996
资助国家：
日本
起止时间：
1996 至 1999
项目状态：
已结题

项目摘要

本班は生体エネルギー変換のうちで最も基本的な呼吸鎖及び光合成電子伝達系の金属タンパクを取り扱う研究者とタンパク中の電子伝達やプロトン輸送という現象を中心に調べる研究者、その他蛋白高次構造とか磁性に注目する研究者が、共同研究の課題をたてて、特定領域研究グループとしての特徴を発揮するように努力した。酸素呼吸をする生物は、栄養素の代謝で得られる電子を電子伝達系という蛋白群を通して酸素分子に伝達し、その電子移動で駆動されるプロトンポンプを動かして、H^+濃度勾配をつくる。ウシの末端酸化酵素の3次元構造が本班の班員により解明され、国際的な注目を浴びた。本年はその分解能が2.3Åまで進んだ。その反応機構に関しても時間分解振動分光の実験が進み、酸素が水になる程度の全部の中間体が検出されると共に、プロトン輸送に関する赤外吸収の研究も進んだ。錯体科学的にこの鉄-銅2核活性部位を合成する事にも成功し、そこに結合した酸素の振動スペクトルも得られた。哺乳類の末端酸化酵素はチトクロムaa_3型であるが大腸菌のそれはチトクロムbo_3型でその分子生物学的研究により鉄-銅2核活性部位の重要アミノ酸残基の役割に関する研究が進んだ。またaa_3型とbo_3型のキメラ蛋白も作られて生物進化に関する解析もなされた。bo_3型酵素もaa_3型と同じ反応機構で進むと考えられるが、そのP中間体に対しチロシンラジカルのシグナルが検出され国際的な注目を浴びている。

该小组由研究呼吸链和光合电子传递系统中金属蛋白（这是生物能量转换最基本的）的研究人员、专注于蛋白质中电子传递和质子传递等现象的研究人员以及其他研究人员组成。以磁性为重点的研究人员设立了联合研究课题，并努力展示特定领域研究小组的特点。呼吸氧气的生物体通过称为电子传递链的蛋白质组将营养物质代谢获得的电子转移到氧分子，由电子传递驱动的质子泵产生H^+浓度梯度。该课题组成员阐明了牛末端氧化酶的三维结构，引起国际关注。今年，分辨率已提升至 2.3 Å。使用时间分辨振动光谱的实验已经进展以研究反应机理，并且已经检测到所有中间体，包括氧到水，并且与质子传输相关的红外吸收的研究也取得了进展。我们利用复杂的科学技术成功合成了这种铁铜双核活性位点，并获得了束缚在那里的氧的振动光谱。哺乳动物的末端氧化酶为细胞色素aa_3型，而大肠杆菌的末端氧化酶为细胞色素bo_3型，对该酶的分子生物学研究带动了铁-铜中重要氨基酸残基作用的研究取得进展。双核活性位点。还创建了aa_3型和bo_3型嵌合蛋白并对其生物进化进行了分析。 bo_3型酶被认为通过与aa_3型相同的反应机制进行，但在其P中间体中检测到酪氨酸自由基信号，这引起了国际关注。