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J-GLOBAL ID：201702273592209935   整理番号：17A0499743

蛋白質SNaseの水和殻におけるTMAOおよび尿素

TMAO and urea in the hydration shell of the protein SNase

著者 (6件)： Smolin Nikolai (Department of Cell and Molecular Physiology, Loyola University Chicago, Maywood, Illinois 60153, USA) ,  Voloshin Vladimir P. ,  Anikeenko Alexey V. ,  Geiger Alfons ,  Winter Roland ,  Medvedev Nikolai N.
資料名： Physical Chemistry Chemical Physics  (Physical Chemistry Chemical Physics)
巻： 19  号： 9  ページ： 6345-6357  発行年： 2017年 
JST資料番号： A0271C  ISSN： 1463-9076  CODEN： PPCPFQ  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： イギリス (GBR)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： 本研究では,蛋白質SNase(SNase=staphylococcal nuclease)が水溶液中にあり,そして主要な2種のオスモライトである,トリメチルアミン-N-オキシド(TMAO)および尿素が,共溶媒として様々な濃度や組成で存在し,種々の圧力および温度下にある場合の全原子MDシミュレーションを行った。共溶媒分子の分布や,蛋白質の周りにおける共溶媒分子の配向性について,非常に詳細な分析を行った。尿素の分布は蛋白質付近に大部分保持されていた。圧力や温度による分布の変化はほとんどなく,また,事実上TMAOの添加による影響はない。SNase分子に接している尿素分子の数は温度と共にわずかに減少するが,これは蛋白質と尿素との相互作用が主にエンタルピー性であるという観点に一致している。大部分のTMAO分子は,TMAOのメチル基により,蛋白質の方向へ配向する傾向にあり,少量のTMAO分子が酸素で蛋白質と接触し,タンパク質との水素結合を形成するのみである。尿素とは異なり,SNaseの水和殻にあるTMAOの割合は温度に伴ってわずかに増加し(TMAOとSnaseとの間の,支配的な疎水性相互作用の証拠である),尿素を添加することによって顕著に減少する。この挙動は,2種のオスモライトと蛋白質との相互作用における多様性を反映している。溶媒分子(水,尿素,およびTMAO)の原子のVoronoi体積を用い,水和殻およびバルク溶媒中において,与えられた溶媒分子が占有する体積の割合を比較した。水和殻における尿素の体積比は,バルク中での体積比に比べて二倍大きいが,水和殻におけるTMAOの体積比は,2成分溶媒(TMAO+水)中での体積比よりわずかに大きいだけであり,3成分溶媒(TMAO+水+尿素)のバルクにおける体積比と比べるとさらに小さくなっている。従って,TMAOは蛋白質の水和殻から排除される傾向にある。蛋白質と隣接した2種の共溶媒の挙動は,圧力(1barから5000bar)や温度(280Kから330K)により,さほど大きく変化しない。これもまた,過酷な環境下でも変性から蛋白質を保護する,TMAOの「オスモフォビック(osmophobic)効果」の概念と一致するものである。SNaseの体積パラメータの計算も行い,見かけの体積やその寄与,つまり固有の分子体積および熱体積に対して,共溶媒は小さいが重要な効果を持つことを明らかにした。Copyright 2017 Royal Society of Chemistry All Rights reserved. Translated from English into Japanese by JST

シソーラス用語： *溶質 ,  *水和 ,  *分子動力学 ,  混合液体 ,  *ヌクレアーゼ ,  圧力効果 ,  温度依存性 ,  アルキル基 ,  分子配向 ,  Voronoi図 ,  分子構造 ,  水素結合 ,  溶媒効果 ,  ウレア化合物
準シソーラス用語： *オスモライト ,  *スタフィロコッカルヌクレアーゼ ,  メチル基 ,  圧力依存性 ,  共溶媒 ,  水和構造 ,  *全原子分子動力学シミュレーション ,  staphylococcal nuclease

分類 (3件)： 分子化合物  (CE02000C) ,  非電解質水溶液  (CB05030V) ,  分子構造  (EB03020Y)

物質索引 (2件)： トリメチルアミンN-オキシド ,  尿素

タイトルに関連する用語 (4件)： 水和 ,  殻 ,  TMAO ,  尿素