2006 Fiscal Year Annual Research Report
超原子価硫黄原子を有する超分子複合体蛋白質による過酸化水素還元反応の制御機構解明
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18054019
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
井上 豪 大阪大学, 大学院工学研究科, 助教授 (20263204)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
中村 努 独立行政法人産業技術総合研究所, 企画本部, 企画主幹 (10357668)
石川 一彦 独立行政法人産業技術総合研究所, セルエンジニアリング研究部門, 研究員 (90356436)
甲斐 泰 大阪大学, 大学院工学研究科, 教授 (40029236)
松村 浩由 大阪大学, 大学院工学研究科, 助手 (30324809)
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| Keywords | 超分子複合体 / チオレドキシンペルオキシダーゼ / 中間体構造 / X線結晶構造解析 / 反応機構を解明 |
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| Research Abstract |
超好熱始原菌Aeropyrum pernix K1株由来のペルオキシレドキシン(Prx)であるThioredoxin Peroxidase (ApTPx)は、チオール依存型のペルオキシダーゼであり、過酸化水素H_2O_2やalkyl peroxideを水やアルコールに還元する働きを持つ。ApTPxは、分子量20万の10量体蛋白質であり、プロトマー1分子中に3つのシステイン残基(C50,C207,及びC213)を持ち、たとえば、過酸化水素を水に還元する反応を行う。これまでの研究から、ApTPxのアミノ酸配列は1-CysのPrxと相同性が高いのに対し、その反応機構は2-CysのPrxと同様に2つのシステイン残基(C50及びC213)が反応に必須であることが報告されている。
今回、ApTPxによるH_2O_2の還元機構を解明することを目的として、変異体C207Sを用いて、3種類の過酸化水素濃度条件下においてX線結晶構造解析を行い、構造化学的及び分子ダイナミクス的見地から考察を行った。特に、ApTPxの還元体結晶を60秒間過酸化水素水に浸漬した場合に、100Kの低温でトラップした結晶の構造解析を2.0Å分解能の精度で解析したところ、1つのCysteine(Cys-SH)から、Cystein sulfenic acid (Cys-SOH)へと酸化される際の、詳細な反応メカニズムについての知見が得られた。そこでは、50番目のCys残基が過酸化水素を攻撃してS-OH中間体を形成し、配位子数4の硫黄原子(10-S-4)を持つ超原子価構造をとることが判明した。
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Research Products
(14 results)
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[Journal Article] Crystal structure of intein homing endonuclease II encoded in the DNA polymerase gene from Hyperthermophilic Archaeon Thermococcus kodakaraensis strain KOD12006
Author(s)
H.Matsumura, H.Takahashi, T.Inoue, T.Yamamoto, H.Hashimoto, M.Nishioka, S.Fujiwara, M.Takagi, T.Imanaka, Y.Kai
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Journal Title
Proteins : Structure Function, and Bioinformatics 63巻3号
Pages: 711-715
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[Journal Article] Application of Femtosecond Laser Ablation for Detaching Grown Protein Crystals from a Glass Capillary Tube2006
Author(s)
M.Kashii, R.Fujisawa, H.Adachi, Y.Mori, T.Sasaki, Y.Koga, K.Takano, S.Kanaya, H.Matsumura, T.Inoue, S.Murakami, K.Sugamoto, H.Yoshikawa
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Journal Title
Journal of Bioscience and Bioengineering 102巻4号
Pages: 372-374
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[Journal Article] Cooling-rate screening system for determining protein crystal growth conditions2006
Author(s)
R.Murai, S.Nakata, M.Kashii, H.Adachi, A.Niino, K.Takano, H.Matsumura, S.Murakami, T.Inoue, Y.Mori, T.Sasaki
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Journal Title
Journal of Crystal Growth 292巻2号
Pages: 433-436
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[Journal Article] Crystallization and preliminary crystallographic analysis of orotidine 5'-monophosphate decarboxylase from the human malaria parasite Plasmodium falciparum2006
Author(s)
S.R.Krungkrai, K.Tokuoka, Y.Kusakari, T.Inoue, H.Adachi, H.Matsumura, K.Takano, S.Murakami, Y.Mori, Y.Kai, J.Krungkrai, T.Horii
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Journal Title
Acta Crystallographica Section F 62巻6号
Pages: 542-545
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[Journal Article] Purification, crystallization and preliminary X-ray diffraction of SecDF, a translocon-associated membrane protein, from Thermus thermophilus2006
Author(s)
T.Tsukazaki, H.Mori, S.Fukai, T.Numata, A.Perederina, H.Adachi, H.Matsumura, K.Takano, S.Murakami, T.Inoue, Y.Mori, T.Sasaki, Dmitry, G.Vassylyev, O.Nureki, K.Ito
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Journal Title
Acta Crystallographica Section F 62巻4号
Pages: 376-380
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[Journal Article] Crystallization and preliminary X-ray analysis of the tRNA thiolation enzyme MnmA from Escherichia coli complexed with tRNA^<Glu>.2006
Author(s)
T.Numata, Y.Ikeuchi, S.Fukai, H.Adachi, H.Matsumura, K.Takano, S.Murakami, T.Inoue, Y.Mori, T.Sasaki, T.Suzuki, O.Nureki
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Journal Title
Acta Crystallographica Section F 62巻4号
Pages: 368-371
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[Book] 光学2007
Author(s)
安達宏昭, 森勇介, 佐々木孝友, 高野和文, 井上豪, 松村浩由, 村上聡
Total Pages
5
Publisher
日本光学会
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[Book] 酵素工学ニュース2006
Author(s)
安達宏昭, 森勇介, 佐々木孝友, 高野和文, 松村浩由, 井上豪, 村上聡
Total Pages
5
Publisher
酵素工学研究会
