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J-GLOBAL ID：201002216803029836   整理番号：10A1542774

シトクロムcオキシダーゼを介するプロトン輸送における水の複合的役割

Intricate Role of Water in Proton Transport through Cytochrome c Oxidase

著者 (7件)： LEE Hyun Ju (Stockholm Univ., Stockholm, SWE) ,  SVAHN Emelie (Stockholm Univ., Stockholm, SWE) ,  SWANSON Jessica M. J. (Univ. Chicago, Illinois, USA) ,  LEPP Hakan (Stockholm Univ., Stockholm, SWE) ,  VOTH Gregory A. (Univ. Chicago, Illinois, USA) ,  BRZEZINSKI Peter (Stockholm Univ., Stockholm, SWE) ,  GENNIS Robert B. (Univ. Illinois, Illinois, USA)
資料名： Journal of the American Chemical Society  (Journal of the American Chemical Society)
巻： 132  号： 45  ページ： 16225-16239  発行年： 2010年11月17日 
JST資料番号： C0254A  ISSN： 0002-7863  CODEN： JACSAT  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： アメリカ合衆国 (USA)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： シトクロムcオキシダーゼ(CytcO)は酸素から水への還元を触媒し,その際,同時にポンピングプロトンは内部ミトコンドリアまたは細菌膜を横断し,例えば,ATP合成を駆動する経膜の電気化学的傾斜を維持する。本研究では,予備解析においてプロトン輸送および酵素活性の改変が予想される変異を,実験-およびコンピューター解析によって検討した。その変異は,二-プロトン取込み経路のひとつD-経路で細菌(Rhodobacter sphaeroides)由来CytcOに導入した。水分子と水素結合を形成するSer200およびSer201を疎水性残基と置換(Ser200Ile,Ser200Va/Ser201Va,Ser200Va/Ser201Tyr)することによって,酵素活性,プロトン取込み,プロトン放出および中間体遷移へ及ぼす局部構造変化の影響を調べた。また,これら変異の内部プロトンに及ぼす影響を,経路入口の取込みを阻止することによって検討した。その結果,何れの変異CytcOも全体的活性は低下するが,Ser200IleおよびSer200Val/Ser201Val変異体はプロトンポンプ能を維持していた。活性低下はP_R→FおよびF→O遷移時(P_R:過酸化中間体,F:オキソフェリル中間体,O:完全酸化型CytcO)の酸化速度減少に起因していた。更に,Ser200Val/Ser201Val変異体ではP_R→F遷移がpH12まではpH-非依存性であることが分かった。また,プロトン輸送シミュレーションからは,溶媒和の動力学が興味深いエネルギー的帰結の原因となっていることが示された。以上の結果を,CytcOのプロトンポンピング機構の観点から考察した。

シソーラス用語： *チトクロームcオキシダーゼ ,  プロトン移動 ,  Rhodobacter sphaeroides ,  部位特異的変異誘発 ,  プロトンポンプ ,  溶媒和 ,  水 ,  酵素反応機構 ,  酵素活性度

分類 (1件)： 酵素一般  (EB09010D)

タイトルに関連する用語 (4件)： シトクロムcオキシダーゼ ,  プロトン輸送 ,  水 ,  役割