Hsc70 ATPase; An Insight into water dissociation and joint catalytic role of K and Mg metal cations in the hydrolysis reaction

Hsc70 ATP合成酵素; 加水分解反応における水の分子解離とKとMg金属カチオンの協同的触媒作用に関する洞察

Boero, M.*; 池田 隆司; 伊藤 悦朗*; 寺倉 清之*

Boero, M.*; Ikeda, Takashi; Ito, Etsuro*; Terakura, Kiyoyuki*

QM/MMハイブリッド法と近年導入されたメタダイナミクス法を組合せてbovine Hsc70 ATP合成酵素のシミュレーションを実行することにより、Mg金属カチオンのどの水和水がATP加水分解反応の初期段階のトリガーとして働くかを示した。さらに、実験で調べることが困難な反応機構の詳細を明らかにした。

Hybrid quantum-mechanics/molecular mechanics simulations, coupled to the recently introduced metadynamics method, performed on the adenosine triphosphate (ATP) of the bovine Hsc70 ATPase protein, show which specific water molecule of the solvation shell of the Mg metal cation acts as a trigger in the initial phase of the ATP hydrolysis reaction in ATP synthase. Furthermore, we provide a detailed picture of the reaction mechanism, not accessible to experimental probes.