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蛋白質のX線結晶構造解析

Research Project

Project/Area Number01F00348
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section外国
Research Field Biophysics
Research InstitutionOsaka University
Host Researcher 月原 冨武  大阪大学, たんぱく質研究所, 教授
Foreign Research Fellow 馬 吉春  大阪大学, たんぱく質研究所, 外国人特別研究員
MA J.  
Project Period (FY) 2001 – 2003
Project Status Completed(Fiscal Year 2003)
Budget Amount *help
¥2,300,000 (Direct Cost : ¥2,300,000)
Fiscal Year 2003 : ¥700,000 (Direct Cost : ¥700,000)
Fiscal Year 2002 : ¥1,200,000 (Direct Cost : ¥1,200,000)
Fiscal Year 2001 : ¥400,000 (Direct Cost : ¥400,000)
Keywordsモノアミン酸化酵素 / 膜タンパク質 / 結晶構造
Research Abstract

モノアミン酸化酵素(MAO)はアミノ酸残基数が520から527まででミトコンドリアの外膜に結合している膜蛋白質であり、補欠分子としてFADを1分子持っている。MAOはモノアミンをアルデヒドにまで酸化し、アンモニアと過酸化水素を遊離する。MAOは神経伝達物質のモノアミンを酸化して神経伝達を抑制する。これがパーキンソン病やうつ病の原因になる。MAOには類似の2種類の酵素が有り、MAOAは基質セロトニンに働くのに対して、MAOBは分子量のより小さい基質フェニルエチルアミンに特異的に働く。
MAOBはその阻害剤結合型のX線結晶構造解析が報告されている。この酵素では、活性中心は補酵素FADの近傍で、ポリアミン酸化酵素と同様なFADに対する配置をしていた。活性中心は分子内部で閉じた空洞を形成していて、その壁面の大部分は芳香族アミノ酸によって占められている。MAOAとMAOBとの共通の基質であるパラ置換ベンジルアミンに対する活性では、MAOAでは置換基の電子吸引性の影響が生じるのに対して、MAOBではその影響があらわれないという違いがある。
また、MAOはC末端側に膜に埋もれたαヘリックスを持っていることは、MAO-Bの結晶構造解析から明らかになっている。しかし、その長さは膜を貫通するには不十分であり、このC末端領域が膜を貫通しているかどうか不明である。
この酵素によるアミン酸化反応の原子機構を明らかにする為に、MAO-AのX線結晶構造解析を行った。酵母の発現系でラットのMAOAを大量発現し、80gの菌体から20mgのMAO-Aを精製することができた。界面活性剤DIMETHYLDECYLPHOSPHINE OXIDEを用いて結晶化が成功し、SPring-8で3.0Å分解能のDataを収集ができた。分子置換法によるMAOAの構造解析した。
MAOAとMAOBを較べた結果、MAOA3351とMAOB326Yが基質の特異性に重要な役割をしていることが分かった。ほかにMAOA208Fも特異な阻害剤のDesignに利用できると思われる。さらに、C末端はαヘリックスで膜貫通構造も分かった。この離れた一本αヘリックスで膜貫通構造は初めてだった。現在、MAOAの構造と機能関係について研究を行っている。

Report

(2results)
  • 2003 Annual Research Report
  • 2002 Annual Research Report

Research Products

(3results)

All Other

All Publications

  • [Publications] J.Ma, F.Kubota, M.Yoshimura, E.Yamashita, A.Nakagawa, A.Ito, T.Tsukihara: "Crystallization and preliminary crystallographic analysis of rat monoamine oxidase A complexed with clorgyline"Acta Crystallographica Section D. 60. 317-319 (2004)

    • Related Report
      2003 Annual Research Report
  • [Publications] J.Ma, M.Yoshimura, E.Yamashita, A.Nakagawa, A.Ito, T.Tsukihara: "Structure of Rat Monoamine Oxidase A and Its Specific Recognitions for Substrates and Inhibitors"J.Mol.Biol.. (in press). (2004)

    • Related Report
      2003 Annual Research Report
  • [Publications] Akio Ito, jichun Ma: "Amine Oxidase"HANDBOOK OF FOOD ENZYMOLOGY. 467-476 (2002)

    • Related Report
      2002 Annual Research Report

URL :

Published : 2001-04-01   Modified : 2016-04-21  

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