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スクアレンサイクラスの構造と機能

K U Wendt¹, K Poralla, G E Schulz

¹Institut für Organische Chemie und Biochemie, Albertstrasse 21, D-79104 Freiburg im Breisgau, Germany.

Science (New York, N.Y.)

|September 20, 1997

まとめ

Alicyclobacillus acidocaldarius squalene-hopene cyclaseの結晶構造が決定されました. スクアレンホーペンサイクラゼの結晶構造が決定されました. この酵素は,構造的にも機械的にもヒトのコレステロール生物合成酵素に類似しており,その機能に関する洞察を提供している.

科学分野:

バイオケミストリーバイオケミストリー
構造生物学構造生物学とは
酵素学酵素学とは

背景:

Alicyclobacillus acidocaldariusからのスクワレンホーペンサイクラゼ (ShC) は,コレステロール生物合成に関与する2,3-オキシドスコアレンサイクラゼ (OSC) との機械的および配列的類似性を共有しています.
決定された構造は,ShCがプロスタグランジン-H2合成酵素に似た特徴を持つ膜タンパク質であることを明らかにする.
"ShCを理解する"は,人間の健康に不可欠なものを含む,より広いサイクラスの家族についての洞察を提供します.

研究の目的:

Alicyclobacillus acidocaldariusからのスクワレンホーペンサイクラスの高解像度の結晶構造を決定する.
酵素機構の構造的基礎と人間のOSCとの関係を解明する.
膜結合特性とアクティブサイトアーキテクチャを特徴付けるため.

主な方法:

2.9アングストームの解像度のX線結晶学.
酵素の活性部位と表面特性の構造分析.
関連サイクラスとのバイオ情報学的比較.

主要な成果:

Alicyclobacillus acidocaldarius squalene-hopene cyclaseの結晶構造は2.9アングストームに解明されました.
この酵素は,プロスタグランジン-H2合成酵素と同様の膜結合特性を持っています.
アロマティック残留物で覆われた大きな中央腔がアクティブサイトを形成し,スカルレン結合に適しています.
提案された触媒メカニズムは,アスパルテート-ヒスティジンのペアがプロトネーションを開始することを含む.

結論:

スクアレンホーペンサイクラスの構造は,この種の酵素の詳細な分子モデルを提供します.
ヒトのコレステロール生物合成酵素との類似性は,構造的および機械的原理が保存されていることを示唆しています.
表面のQWモチーフは,触媒作用中のタンパク質の安定化に役割を果たす可能性があります.

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