PROTEIN-LIPID INTERACTIONS
蛋白质-脂质相互作用
基本信息
- 批准号:2214953
- 负责人:
- 金额:$ 24.88万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:
- 财政年份:1987
- 资助国家:美国
- 起止时间:1987-12-01 至 1997-11-30
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:Escherichia coli Raman spectrometry Rhodospirillales active sites bacterial proteins chemical binding copper crystallization cytochrome oxidase electron spin resonance spectroscopy electron transport enzyme mechanism enzyme structure heme hydrogen transport infrared spectrometry interferometry intermolecular interaction laboratory mouse ligands membrane lipids membrane proteins microorganism metabolism oxidation reduction reaction protein degradation protein sequence respiratory enzyme site directed mutagenesis ubiquinone
项目摘要
This proposal is focussed on the study of two bacterial respiratory
oxidases. A combination of biochemical, biophysical and genetics
techniques will be employed to explore how these two membrane-bound
enzymes function to reducer molecular oxygen to water and, concomitantly,
to translocate protons across the bacterial membrane to generate a proton
motive force. The bd-type ubiquinol oxidase of E. coli contain two
subunits and three heme prosthetic groups. Several oxygenated forms of
this enzyme have been spectroscopically characterized under equilibrium
conditions. One of our goals is to monitor the time evolution of these
forms during a single turnover of the oxidase using flow-flash transient
kinetics techniques. Studies such as this with the native oxidase are
absolutely essential to provide the background information and the
spectroscopic techniques which are essential in order to properly utilize
mutagenesis as a tool for addressing questions of structure and function.
Genetics methods along with biochemical techniques have defined regions
of the polypeptides that are involved in heme binding, ubiquinol binding,
and possibly, subunit interaction. These studies will be extended to
define additional residues that may be critically involved in the active
sites. A variety of techniques will be utilized in the characterization
of mutants, including resonance Raman, electron spin resonance, and
Fourier transform infrared spectroscopies. Our working model places the
two active sites of this enzyme, for quinol oxidation and for the
reduction of oxygen to water, on opposite sides of the membrane. The net
proton translocation across the membrane which is observed during enzyme
turnover can be explained by the chemistry occurring at these two
separated active sites, without the need to postulate a proton-conducting
channel. This model will be further tested.
A second project is to examine the aa(3)-type cytochrome c oxidase of Rb.
sphaeroides. This enzyme is closely related to the eukaryotic cytochrome
c oxidase. We have developed the techniques required to evaluate
structural perturbations on each of the metal redox centers within
subunit I (heme a, heme a(3) and Cu(B)) caused by specific amino acid
substitutions. The consequences of specific mutations on both proton
pumping and electron transfer can also be quantified. Mutations will be
made in selected residues that are highly conserved in this family of
oxidases in order to identify residues critical for heme and Cu binding
and also for proton movements during turnover. The aa(3)-type oxidase
must have a proton-conducting channel spanning the membrane. Among our
targets will residues which are components of the channel.
该建议的重点是对两种细菌呼吸道的研究
氧化酶。 生化,生物物理和遗传学的结合
将采用技术来探索这两个膜结合的方式
酶的功能可将分子氧降低到水中,并伴随
在细菌膜上易位质子以产生质子
动力。 大肠杆菌的BD型泛素氧化酶含有两个
亚基和三个血红素假肢。 几种氧化形式的
该酶在平衡下经过光谱表征
状况。 我们的目标之一是监视这些目标的时间演变
使用流闪 - 瞬态的氧化酶单个失误期间形式
动力学技术。 与天然氧化酶这样的研究是
提供背景信息和
光谱技术对于正确利用而言至关重要
诱变是解决结构和功能问题的工具。
遗传学方法以及生化技术已定义区域
涉及血红素结合,泛醇结合的多肽的
可能是亚基相互作用。 这些研究将扩展到
定义可能严重参与活动的其他残留物
站点。 表征将使用多种技术
突变体,包括共振拉曼,电子自旋共振和
傅立叶变换红外光谱。 我们的工作模式将
该酶的两个活性位点,用于喹诺尔氧化和用于
在膜的相对两侧还原氧气。 网
质子跨膜易位,在酶期间观察到
营业额可以通过这两个发生的化学反应来解释
分离活跃位点,无需假设质子传导
渠道。该模型将进一步测试。
第二个项目是检查Rb的AA(3)型细胞色素C氧化酶。
sphaeroides。该酶与真核细胞色素密切相关
C氧化酶。 我们已经开发了评估所需的技术
在每个金属氧化还原中心的结构扰动
亚基I(血红素A,血红素A(3)和Cu(b))由特异性氨基酸引起
取代。 特异性突变对两个质子的后果
泵送和电子转移也可以进行量化。 突变将是
在该家族中高度保守的选定残留物中制成
氧化酶以识别对血红素和Cu结合至关重要的残基
以及在营业额期间的质子运动。 AA(3)型氧化酶
必须具有跨膜的质子传导通道。 在我们之中
目标将是该通道组成部分的残留物。
项目成果
期刊论文数量(0)
专著数量(0)
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