配位子光解離反応を用いた新規グロビン蛋白質の動的構造解析

利用配体光解离反应对新型球蛋白进行动态结构分析

基本信息

批准号：
05J06726
负责人：
牧野正知
金额：
$ 1.73万
依托单位：
University of Hyogo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2005
资助国家：
日本
起止时间：
2005 至 2007
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究は、6配位型グロビン蛋白質であるサイトグロビンとニューログロビンの外来性配位子結合-解離機構の解明を目的としている。今年度は外来性配位子として一酸化炭素(CO)を用い、サイトグロビンのCO結合型における結晶構造の決定に成功した。CO結合型は、CO雰囲気下でサイトグロビン溶液を還元することで調製した。次にそれを、COガスを封入したガラスバイアル中で沈殿剤と混ぜ合わせ結晶化した。一週間程度でPEGを沈殿剤とする条件で針状結晶が得られた。結晶の可視吸収スペクトルは、溶液状態におけるCO結合型のものとほぼ一致したため、結晶中の大部分の分子がCO結合型と考えられた。大型放射光施設SPring-8にて回折強度データを収集し、分子置換法により分解能2.7Åで分子構造を決定した。内在性の配位子で第6配位子座を占有していたHis81は、COのヘム鉄への結合に伴いCα-Cβ軸周りに溶媒方向へ約150度回転した。最も大きな構造変化は、DヘリックスからEヘリックス前方の主鎖構造で見られ、最大2.4Å溶媒側に構造変化している事を見いだした。一方、内在性の第五配位子(His113)が存在するFヘリックス側においては、変化は見られなかった。そえゆえサイトグロビンは、これらEヘリックス側の構造を変化させることで外来性配位子の結合-解離を可能にしていると考えられた。一方、ニューログロビンでも、サイトグロビンと同様の方法でCO結合型の結晶化に取り組んだが、結晶は未だ得られていない。結晶化条件の検討が今後の課題である。

本研究的目的是阐明细胞珠蛋白和神经珠蛋白（六配位珠蛋白）中外源配体的结合和解离机制。今年，我们使用一氧化碳（CO）作为外源配体成功确定了细胞珠蛋白CO结合形式的晶体结构。 CO 结合形式是通过在 CO 气氛下还原细胞珠蛋白溶液来制备的。然后将其与沉淀剂混合并在充满 CO 气体的玻璃瓶中结晶。以PEG为沉淀剂，约一周即可得到针状晶体。由于晶体的可见光吸收光谱在溶液状态下几乎与CO键合型的吸收光谱相匹配，因此晶体中的大部分分子被认为是CO键合型的。衍射强度数据在大型同步辐射装置SPring-8上采集，并利用分子置换法以2.7 Å的分辨率确定了分子结构。 His81 是一种内源性配体，占据第 6 个配体位点，在 CO 与血红素铁结合后，它绕 Cα-Cβ 轴向溶剂旋转约 150 度。从 D 螺旋到 E 螺旋的主链结构观察到最大的结构变化，朝向溶剂侧的最大结构变化为 2.4 Å。另一方面，在存在内源第五配体(His113)的F螺旋侧没有观察到变化。因此，细胞珠蛋白被认为能够通过改变这些E螺旋的结构来结合和解离外来配体。另一方面，我们尝试使用与细胞球蛋白相同的方法使神经球蛋白的CO键合形式结晶，但尚未获得晶体。未来的挑战是检查结晶条件。

项目成果

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专利数量（0）

Crystal structures and catalytic mechanism of cytochrome P450 StaP that produces the indolocarbazole skeleton

DOI：
10.1073/pnas.0702946104
发表时间：
2007-07-10
期刊：
PROCEEDINGS OF THE NATIONAL ACADEMY OF SCIENCES OF THE UNITED STATES OF AMERICA
影响因子：
11.1
作者：
Makino, Masatomo;Sugimoto, Hiroshi;Nagano, Shingo
通讯作者：
Nagano, Shingo