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J-GLOBAL ID：201002232285924201   整理番号：10A0855768

ウサギL-グロン酸3-デヒドロゲナーゼ/λ-クリスタリンの二量体結晶構造:触媒機構への洞察

Dimeric Crystal Structure of Rabbit l-Gulonate 3-Dehydrogenase/λ-Crystallin: Insights into the Catalytic Mechanism

著者 (8件)： ASADA Yukuhiko ,  KUROISHI Chizu ,  UKITA Yoko ,  SUMII Rie ,  ENDO Satoshi ,  MATSUNAGA Toshiyuki ,  HARA Akira ,  KUNISHIMA Naoki
資料名： Journal of Molecular Biology  (Journal of Molecular Biology)
巻： 401  号： 5  ページ： 906-920  発行年： 2010年09月03日 
JST資料番号： D0124B  ISSN： 0022-2836  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： オランダ (NLD)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： L-グロン酸3-デヒドロゲナーゼ(GDH)は,ウロン酸サイクルにおけるNAD⁺依存性酵素としてのみならず,ウサギ水晶体での分類群特異的λ-クリスタリンとしても機能する二機能性蛋白質である。本論文において,アポ型及びNADH結合ホロ型両者における最初のGDH結晶構造を報告した。GDHプロトマーは二つの構造ドメイン,すなわちRossmann折畳みを持つN末端ドメイン及び新規ヘリックス折畳みを持つC末端ドメインから成る。NADH結合構造のN末端ドメインにおいて,11の補酵素結合残基を同定し,推定補酵素/基質結合残基であるSer124の二つの異なる側鎖配座異性体を見出した。アポ型とホロ型との間の構造比較,及びE97Q突然変異体による変異誘発研究により,補酵素結合時の誘導適合機構を示唆した。すなわち,補酵素結合は補酵素結合残基Glu97及びSer124における立体配座変化を誘導して,その活性化状態を休止から活動に切り替えるとの機構を示唆した。このことは,その後の基質動員に必要であった。サブユニット二量化は,22の水素結合及びvan der Waals相互作用の104の残基対を含む多数のサブユニット間相互作用により仲介された。その内の,二つの同族C末端ドメイン間のものは支配的であった。GDH類似体内の構造/配列比較から,ウサギGDHにおける極めて強い程度のプロトマー間の相互作用(極性及び疎水性両者)がその高い熱安定性に寄与することを示したが,このことは,ウサギ水晶体における構成的構造蛋白質であるλ-クリスタリンとしてのこの酵素の別の機能と関連すると推察した。この結晶構造及びアミノ酸変異誘発研究により,活性部位残基の役割を,すなわちHis145に対して触媒塩基,及びSer124,Cys125,Asn196,及びArg231に対して基質結合を帰属させた。特に,Arg231はGDH二量体の他のサブユニットからの基質結合に関係し,二量体状態の機能的重要性を示した。触媒作用に対する基質結合残基の適切な配向が残基Asn196,Gln199,及びArg231のプロトマー間の水素結合ネットワークにより維持されるように思われ,GDHのネットワークに基づいた基質認識を示唆した。(翻訳著者抄録)

シソーラス用語： *クリスタリン ,  二量体 ,  結晶構造 ,  酵素反応機構 ,  アポ酵素 ,  ホロ酵素 ,  折畳み構造 ,  ヘリックス構造 ,  補酵素 ,  結合部位 ,  活性部位 ,  立体異性体 ,  アミノ酸残基 ,  アミノ酸配列 ,  分子認識 ,  部位特異的変異誘発 ,  突然変異体 ,  分子内相互作用 ,  水素結合 ,  van der Waals力 ,  熱安定性 ,  水晶体 ,  立体配座 ,  *アルコールオキシドレダクターゼ ,  アデニンヌクレオチド ,  ニコチンアミドヌクレオチド ,  ジヌクレオチド
準シソーラス用語： ウサギ ,  *λ-クリスタリン ,  *グロン酸デヒドロゲナーゼ ,  配座異性体 ,  EC1.1.1.45

分類 (2件)： 酵素一般  (EB09010D) ,  分子構造  (EB03020Y)

物質索引 (1件)： NADH

タイトルに関連する用語 (8件)： ウサギ ,  酸 ,  デヒドロゲナーゼ ,  クリスタリン ,  二量体 ,  結晶構造 ,  触媒 ,  洞察