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1998 年度 研究成果報告書概要

ビタミンB_<12>と結合する酵素ジオールデヒドラーゼの構造研究

研究課題

研究課題/領域番号 09480180
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 生物物理学
研究機関姫路工業大学

研究代表者

安岡 則武  姫路工業大学, 理学部, 教授 (40029054)

研究分担者 柴田 直樹  姫路工業大学, 理学部, 助手 (30295753)
森本 幸生  姫路工業大学, 理学部, 助教授 (80200450)
研究期間 (年度) 1997 – 1998
キーワードビタミンB_<12>酵素 / X線構造解析 / プロパンジオール / ジオールデヒドラターゼ / シンクロトロン放射光 / カリウムイオン / シアノコバラミン / TIMバレル
研究概要

ジオールデヒドラーゼの結晶化、X線回折の実験に取り組んできたが、ようやく回折を与える結晶の作成に成功し、立体構造を解明することができた。われわれが解析したジオールデヒドラターゼとシアノコバラミンの立体構造においては、下方配位子であるジメチルベンズイミダゾール基がそのままコバルト原子に配位しており、すでに解析された2例であるチオニンシンセターゼのB_<12>結合ドメインとメチルB_<12>複合体の結晶構造、メチルマロニルCoA-ムターゼ-ヒドロキソコバラミン複合体の結晶構造とは異なるまったく新しい構造を提示することができた。見いだされた構造の大要はつぎのとおりである。酵素はα, β, γの3つのサブユニットから成るが、最大であるαサブユニットに8つのαヘリックスとβ鎖から成るいわゆるTIMバレルが存在し、そのC端側にシアノコバラミンがシアノ基をTIMバレルの方向に向けて結合している。下方配位子であるジメチルベンズイミダゾール基はβサブユニットと接触している。γサブユニットはシアノコバラミンとは直接の接触を持たない。ジオールデヒドラターゼの場合、生化学的研究からコバルトリガンドの下方配位子であるジメチルベンズイミダゾール基が上方配位子-コバルトリガンド-の系を制御して、ラジカルの転位反応を起こしているのであろうと予測されている。すなわちシアノコバラミン-ジオールデヒドラターゼの構造決定が、さらにつぎの段階である上方配位子のアデニン部分と酵素および基質との相互作用の研究が日程にのぼってきたと言えよう。なお、補酵素結合部位のアミノ酸配列の相同性などから前者の結合様式をとる酵素にはグルタミン酸ムターゼ、α-メチレングルタミン酸ムターゼなどがあり、後者の結合様式をとる酵素にはグリセロールデヒドラーゼ、エタノールアミンアンモニアリアーゼ、リボヌクレオチドレダクターゼなどがあるとされている。現在のところ後者の結合の系を持つB12酵素は本研究のジオールデヒドラーゼの構造決定が最初である。

  • 研究成果

    (12件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (12件)

  • [文献書誌] Y.Higuchi, N.Yasuoka: "Preliminary Crystallographic Study of Two Crystal Forms of Rubredoxin from Sulfate-reducing Bacterium"Protein and Peptide Letters. 5. 175-176 (1998)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] N.Shibata, N.Yasuoka: "Basis for Monomer Stabilization in Rhodopseudomonas palustris Cytochrome c' derived from the Crystal Structure"J.Mol.Biol.. 284. 751-758 (1998)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] J.Masuda, N.Yasuoka: "Crystallization and preliminary X-ray study of two crystal forms of Klebiesiella oxytoca diol dehydratase-cyanocobalamin complex"Acta Crystallographica. D55. 907-909 (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] K.Suto, N.Yasuoka: "Crystallization and preliminary X-ray study of FMN-binding protein from Desulfovibrio vulgaris Miyazaki F"Acta Crystallographica. D55. 1089-1090 (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Y.Higuchi, N.Yasuoka: "Removal of the bridging ligand atom at the Ni-Fe active site of [NiFe] hydrogenase upon reduction with H_2, as revealed by X-ray structure analysis at 1.4 A resolution"Structure. 7. 549-556 (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] N.Shibata, N.Yasuoka: "A new mode of B_<12> binding and direct participation of potassium ion in enzyme catalysis : X-ray structure of diol dehydratase"Structure. 7. 997-1008 (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Y. Higuchi, and N. Yasuoka: "Preliminary Crystallographic Study of Two Crystal Forms of Rubredoxin from Sulfate-reducing Bacterium"Protein and Peptide Letters. 5. 175-176 (1998)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] N. Shibata, and N. Yasuoka: "Basis for Monomer Stabilization in Rhodopseudomonas palustris Cytochrome c' derived from the Crystal Structure"J. Mol. Biol.. 284. 751-758 (1998)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] J. Masuda, and N. Yasuoka: "Crystallization and preliminary X-ray study of two crystal forms of Klebiesiella oxytoca diol dehydratase-cyanocobalamin complex"Acta Crystallographica. D55. 907-909 (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] K. Suto and N. Yasuoka: "Crystallization and preliminary X-ray study of FMN-binding protein from Desulfovibrio vulgaris Miyazaki F"Acta Crystallographica. D55. 1089-1090 (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Y. Higuchi, and N. Yasuoka: "Removal of the bridging ligand atom at the Ni-Fe active site of [NiFe] hydrogenase upon reduction with H_2, as revealed by X-ray structure analysis at 1.4 Å resolution"Structure. 7. 549-556 (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] N. Shibata, and N. Yasuoka: "A new mode of B_<12> binding and direct participation of potassium ion in enzyme catalysis ; X-ray structure of diol dehydratase"Structure. 7. 997-1008 (1999)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より

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公開日: 2003-09-17  

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