温度範囲100K〜270Kでのヒトリゾチームの結晶構造解析と水和構造解析

人溶菌酶在100K至270K温度范围内的晶体结构分析和水合结构分析

基本信息

批准号：
10157202
负责人：
中迫雅由
金额：
$ 0.9万
依托单位：
The University of Tokyo
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：
1998
资助国家：
日本
起止时间：
1998 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-10157202/
关键词：
低温結晶解析蛋白質水和ガラス転移

项目摘要

蛋白質の動的構造研究の一つのターゲットとして、蛋白質のガラス転移現象と蛋白質の活性発現機構の相関の解明を目指し、液体エタンによる冷却装置を新規に製作するとともに、ヒトリゾチーム結晶について低温結晶構造解析を行った。1個のヒトリゾチーム斜方晶系結晶について、113、127、147、135、152、161,170、178、190Kの順に温度を変化させ、各温度点において回折強度データ収集を行った。113〜178Kの温度範囲では1.4Å分解能190Kは氷生成温度に近いため、結晶のモザイク幅が大きくなり、データ収集は1.8Å分解能にとどまった。このエタン冷却した結晶では、低温窒素ガス冷却した結晶とは異なり、113Kで温度因子が5Å^2にまで低下する残基が観測された。また、温度上昇に応じて結晶の格子定数や蛋白質分子の温度因子に変化が観測された。特徴的なことは、147Kまで温度上昇後、温度降下させた場合、格子定数と温度因子が共にヒステリシスを示したことである。この原因としては、蛋白質分子内に微小な構造変化が147K付近で誘起され、結晶中での相互作用により元の立体構造への復帰が不可能となったためと考えられた。リゾチームの温度因子は、分子全体にわたってこの温度までは比較的単調にした。152Kと161K間では、特定のループやのヘリックスにおいて領域特異的な温度因子の上昇が観察された。さらに170Kを越えると、再び分子全体にわたる温度因子増加が190Kまで持続した。この温度領域での温度因子の増加率は、113〜147K範囲のものとは異なった。また、蛋白質の基準振動の温度依存性から予想される値よりも大きく、蛋白質の剛体的あるいは拡散的運動がその増加率を支配していると考えられた。この他、一酸化窒素結合型光応答性ニトリルヒドラターゼ、シタロン脱水酵素-強結合阻害剤カルプロパミド複合体、ハニカム様結晶格子中の明順応型バクテリオロドプシン、抗原非結合状態の抗ダンシル抗体Fvフラグメント、プラストサイジンSデアミナーゼの結晶構造解析を行った。光応答性ニトリルヒドラターゼでは、活性中心の鉄が特殊な配位構造によって安定化され、さらに、活性中心は20個もの水分子によって安定化されていることが明らかとなった。抗原非結合状態の抗ダンシル抗体Fvフラグメントの構造解析からは、そのCDRH3が溶液中でマルチコンフォーメーショシをとることを構造解析から明らかにし、その多型構造には、水和水分子の水素結合ネットワークが深く関与することを見いだした。シタロン脱水酵素-阻害剤複合体の構造解析では、強結合阻害剤が2個の水分子を介して蛋白質に強く結合していることを明らかにし、同酵素の基質結合における特徴的なダイナミクスを予想した。また、これら蛋白質の内、低温結晶構造解析を行ったものにかんしては、その水和構造に関する詳細な解析を実施した。

作为蛋白质动态结构研究的目标之一，产生了一种带有液态乙烷的新冷却装置，旨在阐明蛋白质和蛋白质的玻璃过渡现象之间的相关性，以及Hitori Team的低体温晶体结构分析水晶。温度以113、127、147、147、147、147、152、161,170、178和190K的次数更改，一个Hitori团队倾斜晶体，并在每个温度点收集了衍射强度数据。在113至178K的温度范围内，1.4Å分解NO 190K接近冰产生温度，因此晶体的镶嵌宽度增加，数据的收集仅为1.8Å。与低温度的氮气冷冷晶体不同，在113K处观察到乙烷冷却的晶体，其中温度因子降低至5Å^2。响应温度升高的晶体和蛋白质分子的温度因子的网格常数和温度因子观察到了变化。特征是，当温度升至147K时，温度因子和温度因子在温度常数中均显示出滞后。据认为，蛋白质分子的蛋白质分子的结构变化很小，蛋白质分子的诱导，这使得由于晶体中的相互作用而无法返回到原始的三维结构。在整个分子上，Liza团队的温度因子相对单调。在152K和161K之间，在特定的温度因子中观察到一个特定的环或螺旋。在另外170k之后，温度因子升至整个分子持续到190k。该温度面积的温度因子增加速率与113-147K范围不同。人们还认为，由于蛋白质参考振动的温度依赖性以及蛋白质的刚性或扩散运动的速度占主导地位。此外，氮 - 氧化物结合类型的光反应硝基易别尔氢化酸酯，脱水酶 - 长方体配位抑制抑制性氯丙酰胺复合物，蜂窝状晶体晶状体，细菌晶状体，细菌玫瑰花蛋白，抗原 - 非抗原 - 非抗原抗原抗原抗体抗体FV碎片，水晶结构分析，水晶结构分析，进行S-二氨酶。在光学响应硝基甲性氢酸酯酶中，据揭示了活跃的以特殊协调结构稳定了活性的铁，并且活性中心被20个水分子稳定。从抗原 - 键入状态的抗原养成抗体FV片段的结构分析中，结构分析阐明了CDRH3在溶液中采用多核形式，氢氢的氢结合是氢键该网络深入参与。 Citaron脱水的酶抑制性人体分析表明，强的结合抑制剂通过两个水分子强烈与蛋白质结合，并预测同一酶的底物键中的特征动力学。此外，对水合结构进行了详细分析，用于对低温晶体结构分析的这些蛋白质分析的分析。