メタロプロテインの活性部位特性のPi相互作用チューニング
Sachiko Yanagisawa1, Peter B Crowley, Susan J Firbank
1Institute for Cell and Molecular Biosciences, Medical School, Newcastle University, Newcastle upon Tyne, NE2 4HH, UK.
銅メタロタンパク質におけるpi相互作用の調査は,銅メタロタンパク質がHis結合体プロトネーションを調節し,酸化還元活性に影響を及ぼすことを明らかにした. これらの相互作用は,偽アズーリンを安定させ,プラストオシアニンの解離を促進し,電子伝送調節に影響を与えます.
科学分野:
- バイオケミストリー バイオケミストリー
- バイオ・オーガニック化学 バイオ・オーガニック化学
- プロテイン工学は,タンパク質の
背景:
- 偽アズーリンやプラストオシアニンなどの銅を含むリドックス金属タンパク質は,電子移転に不可欠です.
- ヒスティジン (His) リガンドは,これらのメタロタンパク質の酸化還元活性において重要な役割を果たします.
- 銅中心からのHis結合体のプロトネーションと解離は,電子伝送を調節することができます.
研究 の 目的:
- 銅メタロプロテインにおけるHis結合体行動に対する活性部位pi相互作用の影響を調査する.
- 設計されたpi-コンタクトが His リガンドのpKaとレドックス特性にどのように影響するかを理解する.
- これらの相互作用とその機能的影響を調節する特定の残留物の役割を調査する.
主な方法:
- サイト指向型変異により,フェニララニン (Phe) またはトリプトファン (Trp) の残基を導入し,piコンタクトを作成します.
- His リガンドのプロトネーション状態とpKa値を分析するためのスペクトル顕微鏡および電気化学技術.
- 機能的影響を評価するために,酵素動力学と電子自己交換測定を行います.
主要な成果:
- 導入されたアロマティック残留物とHisリガンドの間のエンジニアリングされたpi接触は,偽アズーリンとプラストオシアニン変種で確認されました.
- Pi相互作用は,His結合体pKaに相反する効果を発揮し,偽アズーリンの協調形態を安定させ,プラストオシアニンのプロトン化/解離を促進した.
- 変異は,偽アズーリンの還元ポテンシャルと電子の自己交換に大きく影響し,Met16Pheはニートリート還元酵素関連性に影響した.
結論:
- 活性部位のpi相互作用は,His結合体プロトネーションと銅金属タンパク質の酸化還元活性を調節する重要な要因である.
- ピコンタクトの幾何学における微妙な差異は,異なるタンパク質ファミリーにおける異なる機能的結果につながります.
- 二次協調球の相互作用の影響を受けたH・リガンドのプロトネーション状態は,電子移転のための[H+]駆動のスイッチとして作用します.
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