ペルオキシダーゼの酸素脱着反応に伴う構造変化の結晶学的追跡

• Project/Area Number: 05244205
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 福山 恵一 大阪大学, 理学部, 助教授 (80032283)
• Project Period (FY): 1993
• Project Status: Completed (Fiscal Year 1993)
• Budget Amount: ¥1,500,000 (Direct Cost: ¥1,500,000); Fiscal Year 1993: ¥1,500,000 (Direct Cost: ¥1,500,000)
• Keywords: ペルオキシダーゼ / X線結晶解析 / 蛋白質の立体構造 / 動的構造

Research Abstract

既にArthromyces ramosus由来のペルオキシダーゼ(ARP)の結晶構造を1.9A分解能で決定している。平成5年度は、ARPが基質である過酸化水素と反応する際どのような構造変化を起こすかを、以下に述べる2通りの方法で調べた。
1。基質である過酸化水素のアナログとしてI_3^-をARPに結合させ、その構造を2.2A分解能で決定した。I_3^-はヘムの遠位側に結合し、これに伴って遠位ヒスチジン(His56)のイミダゾール環は大きく回転した。この回転は、過酸化水素がヘムに結合した際、His56が過酸化水素の一方の水素を一方の酸素原子から他方の酸素原子へ移動するのに好都合であるといえる。一方アルギニン残基はI_3^-の結合によりほとんど動かず、この残基は過酸化水素を一定の配向に保つ役割をしていると考えられた。
2。ARPの反応中間体の構造を明らかにすることを目指し、ARP結晶をラウエ法で評価した。高エネルギー物理学研究所の放射光を利用し、ラウエカメラを用いて、回折パターンをイメージングプレート上に記録した。十ミリ秒の露出で、少なくとも2.5A分解能まで、明瞭な回折点を与えた。このようにして合計4枚のイメージングプレート上に記録した回折強度と、精密化構造から求めた位相から計算した電子密度は、ややノイズはあるものの、解釈可能であった。これによりARP結晶がラウエ法で酵素反応を追跡できる可能性が得られた。