古細菌2-オキソ酸:フェレドキシン酸化還元酵素群の構造生物学研究

古菌2-含氧酸：铁氧还蛋白氧化还原酶组的结构生物学研究

基本信息

批准号：
11169220
负责人：
畑安雄
金额：
$ 1.92万
依托单位：
Kyoto University
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 2000
项目状态：
已结题

项目摘要

大腸菌由来NifS相同タンパク質CsdBの結晶構造を2.5Å分解能で解析した。放射光から得られる単色X線を用いて-173℃で収集した35,679個の独立な回折反射データに対して昨年2.8Å分解能で決定した構造を初期モデルとしてプログラムXPLORを用いて構造精密化をした処、R値17.1%、Rfree値19.5%の構造を得た。本研究で決定したCsdBの構造は、NifS相同タンパク質としては世界初の構造例となったが、NifSタンパク質により類似していて後に構造決定された超高温古細菌Thermotogamartima由来NifS相同タンパク質(tmNifS)との構造比較によってNifSタンパク質の構造特性を明らかにすることができた。両者はアミノ酸配列で23%の相同性を有し、319個のCα原子に対するRMS変位値が1.5Åで立体構造上も全体的に類似している。両者の構造上の大きな違いは、CsdB上のβ-ヘアピンループ領域(残基番号255-271)と活性残基Cys364が含まれる伸張部(残基番号362-375)に観られる。これらの領域は、酵素二量体の異なるサブユニットから突出してきて活性部を構成している。tmNifSでは、CsdB上のβ-ヘアピンループ領域は13残基の欠損によって消失しており、代わりに活性残基Cys324を含む伸張部は10残基の挿入でより突出していると考えられる。CsdBではこの伸張部および活性残基は定まった構造をとっているが、tmNifSでは挿入によって伸張部がCsdBに比べてより柔軟性を持つためにそれらの位置が電子密度図上で観察されない。活性残基を含むこの伸張部における両者の柔軟性の違いによって、両酵素は基質側鎖のβ位に位置する原子がセレンであるかシスティンであるかを認識し区別してそれぞれに特有の酵素活性を発揮しているのではないかという考えを抱かせる。

NIFS的晶体结构以2.5Å的分辨率分析了来自大肠杆菌的家乡蛋白CSDB。使用程序Xplor作为初始模型的结构精度，使用由2.8Å分辨率确定的结构，用于在-173°C下以单色X射线从辐射光中获得的35,679个独立发票17.1％的R值和19.5％的RFRE值。在这项研究中确定的CSDB的结构是NIFS世界中世界上第一个结构，但与NIFS蛋白质相似，后来是结构上确定的，它源自源自NIFS nifs Honorated Poteated Poteated Potein（TMNIFS）的超高 - 温度型细菌Thermotogamartima NIFS蛋白的结构特征通过结构比较清除。两者具有23％的氨基酸序列，319Cα原子RMS位移值为1.5Å，三维结构总体上相似。结构结构的主要差异是通过含有β-发射环区域（残基编号为255-271）和CSDB上的活性残基Cys364的扩展部分（残留数362-375）查看的。这些区域从具有不同酶的子单位伸出，并配置活性部分。在TMNIF中，CSDB上的β-发pin回路区域由于13个残基的损失而丢失，而包括活性残基Cys324在内的延伸部分由于插入10个残基而更为突出。在CSDB中，该拉伸和活性残基具有固定的结构，但是在TMNIF中，在电子密度图上未观察到插入，因为与CSDB相比，拉伸部分更灵活。由于该延伸中双方的灵活性的差异，包括活性残基，该酶是每个酶的特异性，识别位于底物侧链的β-位置是否是硒或Sistin想法可能正在证明。