ヘム結合性抗酸化蛋白質HBP23の結晶構造解析

血红素结合抗氧化蛋白HBP23的晶体结构分析

• 批准号: 11116220
• 负责人: 箱嶋 敏雄
• 金额: $ 1.02万
• 依托单位: Nara Institute of Science and Technology
• 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: 1999
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1999 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-11116220/
• 关键词: ヘム; 抗酸化蛋白質; X線結晶構造解析

本研究は、活性酸素によるストレスから身を守る生体内抗酸化システムに関与し、さらに最近の報告により細胞内情報伝達にも関わるとされる抗酸化蛋白質HBP23の立体構造を原子分解能で決定することにより構造化学的な検討を行い、ヘムとの相互作用を初めとして抗酸化システムや細胞内情報伝達に関しても明らかにすることを主題とするものであった。今年度中に達成できた研究結果は次の通りである。HBP23が分類される2-Cys Prxと呼ばれる抗酸化蛋白質群において、最初の立体構造解析(2.6Å)に成功し論文発表をした(Pro.Nat.Aca.Sci.96,12333-12338)。その後、さらに高分解能(2.1Å)での構造解析を行った。一次構造上離れている2つの活性システイン残基(Cys52,Cys173)は、酸化型結晶を用いた構造解析から、二量体を形成する相互作用領域に位置し分子間でジスルフィド結合を形成している事を明らかにした。この分子間ジスルフィド結合は非常に珍しい例である。また、Cys52とCys173を含む活性部位周辺の分子表面は非常に疎水的で、生体内で反応する標的蛋白質チオレドキシンの分子表面も疎水的でその形状も相補的であることから、疎水相互作用を主な親和力とすることが示唆された。さらに、疎水表面にあるアミノ酸残基からヘムと相互作用可能なものを類推した。HBP23の活性中心を調べた結果、1-Cys PrxのhORF6と全体構造はチオレドキシンフィールドを持ち非常によく保存されているが、活性システイン(Cys52)の位置が異なることが分かった。これらの結果から一連の反応機構を提案した。還元型結晶の作成を行いデータ収集を試みているが、現在までに高分解能のデータは得られていない。情報伝達に関与する蛋白質の合成ペプチドとの複合体による解析も進行中である。

这项研究是为了确定抗氧化剂HBP23的三维结构，该结构与抗氧化剂系统有关，该系统可保护人体免受活性氧的压力，并且还与由于最近的报道而导致的细胞内信息传播有关。主题是进行结构化学检查，并阐明与HEM以及抗氧化剂系统和细胞内信息传播的相互作用。今年取得的研究结果如下。在被归类为HBP23的抗氧化蛋白组中，他在第一个三维结构分析（2.6Å）中取得了成功，并发表了论文（pro.nat.aca.sca.sca.96，12333333338） 。之后，以高分辨率（2.1Å）进行结构分析。与主要结构分离的两个活性半胱氨酸残基（Cys52，Cys173）位于相互作用区域，使用氧化晶体从结构分析中形成双体，并在分子之间形成zithlfide键有。该分子jisblefide键是一个非常罕见的例子。此外，包括Cys52和Cys173在内的活性位点的分子表面非常亲水，并且在活体中反应的靶蛋白硫蛋白的分子表面是液压的，其形状是互补的。 。此外，将疏水表面上的氨基酸残基与与下摆的相互作用相似。由于检查了HBP23的活性中心，1-CYS PRX的HORF6和整体结构具有硫氧还蛋白领域，并且保存得很好，但是活性半胱氨酸（CYS52）的位置不同。从这些结果中，我们提出了一系列反应机制。我们正在尝试通过创建减少的晶体和收集数据来收集数据，但迄今为止尚未获得高分辨率数据。通过与信息传递所涉及的蛋白质的合成肽进行复合分析也正在进行中。

项目成果

Hirotsu et.al.: "Crystallographic characterization of a Stress-Induced Multifunctional Protein,Pat HBP-23"J.Struct.Biol.. 126. 80-83 (1999)

Hirotsu 等人：“应力诱导多功能蛋白的晶体学表征，Pat HBP-23”J.Struct.Biol.. 126. 80-83 (1999)

Hirotsu et.al.: "Cryatal structure of a multifunctional 2-Cys peroxi redoxin,HBP23/PAG"Pro.Nat.Aca.Sci.. 96. 12333-12338 (1999)

Hirotsu 等人：“多功能 2-Cys 过氧化物氧化还原蛋白的晶体结构，HBP23/PAG”Pro.Nat.Aca.Sci.. 96. 12333-12338 (1999)