2003 Fiscal Year Annual Research Report
Project/Area Number |
03J04731
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Research Institution | Kyoto University |
Principal Investigator |
佐藤 敦子 京都大学, 農学研究科, 特別研究員(PD)
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Keywords | アミン脱水素酵素 / キノプロテイン / X線結晶構造解析 / 構造と機能 / フラボプロテイン / 分子間電子移動 |
Research Abstract |
アミン酸化は、細菌に限らず動・植物などでも生体内において幅広く見受けられる反応であり、これらの反応を触媒する酸化還元酵素は、キノプロテインとフラボタンパク質に分類することができる.前者に関して、これまでに申請者は、Pseudomonas putida由来キノヘモプロテインアミン脱水素酵素(QH-AmDH)に、CTQという新しいキノン型補酵素と、今までに報告の無い分子内架橋が存在することを明らかにしてきた。現在、QH-AmDHとその電子受容体タンパク質であるアズリン間の電子移動機構に関する知見を得るため、詳細な電気化学的速度解析を行っている。同時に、QH-AmDH-アズリン複合体結晶の作成に取り組んでいるが、針状結晶が得られるのみで、解析には至っていない。 一方、放線菌Nocardioides simplexより精製されたヒスタミン脱水素酵素(HmDH)は、分子量約140000の二量体酵素で、ヒスタミンに対し非常に高い特異性を示す。HmDHは、研究初期においてはキノプロテインであると推定されていた。しかしながら、当研究室におけるスペクトル解析、質量分析および遺伝子解析などの結果、HmDHはフラビン環の6位にシステインが共有結合した6-S-Cysteinyl-FMNと[4Fe-4S]鉄硫黄クラスターを活性中心にもつ鉄硫黄フラボタンパク質であることが明らかになった。さらに、HmDHの一次構造をもとに相同性検索を行った結果、HmDHはトリメチルアミン脱水素酵素(TMADH)ならびにジメチルアミン脱水素酵素(DMADH)と高い相同性を示すことが解った。TMADH、DMADHの両者は、HmDHと同じ補欠分子を有する鉄硫黄フラボタンパク質である。TMADHに関してはすでに構造解析されており、その構造においてフラビン環を取り巻いている残基の多くはHmDHにおいても保存されていた。TMADHとHmDHは互いに高い相同性を示すにもかかわらず、基質特異性において全く異なる。そこで、HmDHの基質認識機構や反応機構を解明するために、SWISS-MODELを用いた構造予測を行うと共に、X線結晶構造解析を試みた。まず、HmDHの結晶化条件の検討・最適化を行い、X線回折実験に適した大きさの結晶化に成功した。播磨および筑波での放射光を用いた回折実験を行ったところ、3.4Å分解能までのデータを得ることに成功した。しかしながら、先の目的を達成するにおいては十分といえず、現在、より高分解能なデータ取得にむけてさらなる結晶化条件の改良を行っている。
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Research Products
(3 results)
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[Publications] Atsuko Satoh et al.: "Structure of the Transition State Analog of Medium-Chain Acyl-CoA Dehydrogenase. Crystallographic and Molecular Orbital Studies on the Charge-Transfer Complex of Medium-Chain Acyl-CoA Dehydrogenase with 3-Thiaoctanoyl-CoA"J.Biochem.. 143. 297-304 (2003)
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[Publications] Atsuko Satoh et al.: "The Active Site Structure of Quinohemoprotein Amine Dehydrogenase Inhibited by p-Nitrophenylhydrazine"Biochim.Biophys.Acta. 1647. 272-277 (2003)
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[Publications] Atsuko Satoh et al.: "Crystal Structure of Quinohemoprotein Amine Dehydrogenase from Pseudomonas putida"J.Biol.Chem.. 277. 2830-2834 (2002)