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J-GLOBAL ID：201002264158797178   整理番号：10A0188611

二核金属酵素クレアチニナーゼにおけるプロトンドナーとして第二水分子の機構を明らかにしたGlu122のグルタミンによる置換

Substitution of Glu122 by Glutamine Revealed the Function of the Second Water Molecule as a Proton Donor in the Binuclear Metal Enzyme Creatininase

著者 (10件)： YAMASHITA Kinuyo (Graduate School of Biomedical Sciences, Nagasaki Univ., 1-14 Bunkyo-machi, Nagasaki 852-8521, JPN) ,  NAKAJIMA Yoshitaka (Graduate School of Biomedical Sciences, Nagasaki Univ., 1-14 Bunkyo-machi, Nagasaki 852-8521, JPN) ,  MATSUSHITA Hayato (Graduate School of Biomedical Sciences, Nagasaki Univ., 1-14 Bunkyo-machi, Nagasaki 852-8521, JPN) ,  NISHIYA Yoshiaki (Tsuruga Inst. of Biotechnology, Toyobo, Co. Ltd., 10-24 Toyo-cho, Tsuruga, Fukui 914-0047, JPN) ,  YAMAZAWA Ryuji (Graduate School of Biomedical Sciences, Nagasaki Univ., 1-14 Bunkyo-machi, Nagasaki 852-8521, JPN) ,  WU Yu-fan (Graduate School of Biomedical Sciences, Nagasaki Univ., 1-14 Bunkyo-machi, Nagasaki 852-8521, JPN) ,  MATSUBARA Futoshi (Graduate School of Biomedical Sciences, Nagasaki Univ., 1-14 Bunkyo-machi, Nagasaki 852-8521, JPN) ,  OYAMA Hiroshi (Graduate School of Biomedical Sciences, Nagasaki Univ., 1-14 Bunkyo-machi, Nagasaki 852-8521, JPN) ,  ITO Kiyoshi (Graduate School of Biomedical Sciences, Nagasaki Univ., 1-14 Bunkyo-machi, Nagasaki 852-8521, JPN) ,  YOSHIMOTO Tadashi (Graduate School of Biomedical Sciences, Nagasaki Univ., 1-14 Bunkyo-machi, Nagasaki 852-8521, JPN)
資料名： Journal of Molecular Biology  (Journal of Molecular Biology)
巻： 396  号： 4  ページ： 1081-1096  発行年： 2010年03月05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： クレアチニナーゼは二核亜鉛酵素であり,クレアチニンのクレアチンへの可逆的変換を触媒する。クレアチニナーゼは基質結合により開閉配座転移を示し,Tyr121,Trp154及びTrp174含有ループ領域における立体配座の相違はリガンド遊離酵素の立体配座と比較した場合,酵素-クレアチン複合体で明らかであった。本研究では,1-メチルグアニジンと複合体化した酵素の結晶構造を決定した。複合体におけるすべてのサブユニットは閉鎖型として存在し,クレアチニンの結合様式を推定した。部位特異的変異誘発により基質結合による配座転移を示す疎水性残基は酵素活性に重要であることを明らかにした。二つの水分子が重要な役割を有するクレアチニナーゼの触媒機構を提案した。第一分子は二つの金属イオン間で橋として結合し,基質のカルボニル炭素を攻撃する水酸化物イオン(Wat1)であった。第二分子はGlu122のカルボキシル基と結合し,触媒作用でプロトンドナーとして機能する水分子(Wat2)であった。E122Q変異体の活性は非常に低く,ZnCl₂またはMnCl₂の添加によりほんの部分的だけ回復した。E122Q変異体では,K_catは劇的に低下し,Glu22が触媒作用にとって重要であることを示した。E122Q変異体-基質複合体のX線結晶学研究及び原子吸光分析により,E122Q活性の劇的低下はMetal1部位における一つのZnイオンの喪失だけでなく,Wat2によりプロトン移動段階のためにたぶん存在するGlu122の重大な機能も起因することを明らかにした。Copyright 2010 Elsevier B.V., Amsterdam. All rights reserved. Translated from English into Japanese by JST.

シソーラス用語： *アミドヒドロラーゼ ,  結晶構造 ,  構造解析 ,  アミノ酸残基 ,  *水分子 ,  酵素阻害剤 ,  サブユニット ,  タンパク質複合体 ,  部位特異的変異誘発 ,  基質 ,  ラクタム ,  疎水性 ,  配座転移 ,  酵素活性度 ,  水酸化物イオン ,  突然変異体 ,  塩化亜鉛 ,  塩化マンガン ,  原子吸光分析 ,  プロトン移動 ,  *二核錯体 ,  金属酵素 ,  ドナー ,  プロトン化 ,  カルボキシ基
準シソーラス用語： カルボキシル基 ,  *クレアチニナーゼ

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

物質索引 (2件)： 1-メチルグアニジン ,  クレアチニン

タイトルに関連する用語 (8件)： 核 ,  金属酵素 ,  クレアチニナーゼ ,  プロトン ,  ドナー ,  水分子 ,  グルタミン ,  置換