タンパク質複合体形成における脱水和に着目した呼吸鎖末端酵素での電子伝達機構の解明

阐明呼吸链末端酶的电子传递机制，重点关注蛋白质复合物形成过程中的脱水

基本信息

批准号：
07J02405
负责人：
坂本光一
金额：
$ 1.22万
依托单位：
Hokkaido University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2007
资助国家：
日本
起止时间：
2007 至 2008
项目状态：
已结题

项目摘要

生体内の呼吸鎖では,ATP合成に必要なプロトン勾配を形成するため,シトクロムc(Cyt c)からシトクロムc酸化酵素(CcO)への電子伝達が必要である.過去の研究から,Cyt cからCcOへの電子伝達には,LysやGluなどの帯電したアミノ酸残基だけでなく,Ileなどの非極性のアミノ酸残基が関与し,部位特異的な複合体をしていることが明らかとなった.このように,極性残基による静電相互作用および非極性残基による疎水性相互作用がCytc-CcO複合体の形成に,重要な役割を担っているものと推定されるものの,複合体の形成の駆動力になっている相互作用は未だ明らかとなっていない.そこで,本研究では,複合体形成を熱力学的に検討するため,エンタルピー等の熱力学パラメーターの変化を求めることが可能なITCを用い,Cyt c-CcO複合体形成の駆動力になっている相互作用の検討を試みた.ITC測定を用いてCyt c-CcO複合体形成に伴うエンタルピー変化を求めたところ,吸熱反応であることを示す正の値をとり,Cyt cとCcOが1:1で複合体を形成することが明らかとなった.さらに,このエンタルピー変化からエントロピー変化を検討したところ,Cyt c-CcO複合体の形成には脱水和のエントロピー変化が主に寄与していることが明らかとなった.この結果は,Cyt c-CcO複合体形成の主な駆動力が,当初想定されていた極性残基による静電相互作用ではなく,非極性残基による疎水性相互作用に伴う脱水和であることを示すものであると考えられる.

体内呼吸链需要从细胞色素C到细胞色素C氧化酶（CCO）的电子转移，以形成ATP合成所需的质子梯度。先前的研究表明，已经揭示了CYT不仅有带电的氨基酸残基（例如Lys和Glu）参与了从C到CCO的电子转移，而且还涉及非极性氨基酸残基，例如ILE，并且是特定于位点特异性的复合物。因此，尽管假定极性残基与非极性残基的疏水相互作用在CYTC-CCO复合物的形成中起着重要作用，但驱动络合物形成的相互作用尚不清楚。因此，在这项研究中，为了检查使用ITC驱动CYTC-CCO复合物形成的相互作用，该ITC可以确定热力学参数（例如焓）的变化，我们试图研究使用ITC测量值驱动CYTC-CCO复合物形成的相互作用。使用ITC测量值，我们使用CYT检查了驱动CYTC-CCO复合物形成的相互作用。当我们计算与C-CCO复合物的形成相关的焓变时，我们获得了一个正值，表明这是一个吸热反应，并且发现Cyt C和CCO在1：1时形成了复合物。此外，当我们检查熵变化的熵变化时，揭示了脱水的熵变化主要有助于Cyt C-CCO复合物的形成。该结果表明，脱水伴随着非极性残基的疏水相互作用，而不是极性残基假定的静电相互作用。