蛋白質水和水における特異な水素結合の生体水素水和水データベースを用いた研究

Database analysis of anomalous hydrogen bondings in hydration waters of proteins by using HHDB

大原 高志   ; 海野 久雄; 玉田 太郎; 黒木 良太

Ohara, Takashi; Umino, Hisao; Tamada, Taro; Kuroki, Ryota

蛋白質水和水は蛋白質分子及び隣接する水和水と水素結合ネットワークを形成し、プロトンの授受や運動の制御など蛋白質分子の機能発現に重要な役割を果たしていると考えられている。この蛋白質水和水の構造学的研究はおもにX線構造解析を用いた水和水の酸素原子の観察をもとに行われてきた。これに対し、われわれは蛋白質の中性子構造解析結果を収録した「生体水素水和水データベース」を用い、蛋白質水和水と蛋白質分子中のカルボニル基、及び蛋白質水和水同士の水素結合ネットワークについて水素原子位置も含めた統計的解析を行った。その結果、一般的に水素結合におけるX-H...Yの角度は180近傍が安定とされるのに対し、本研究における解析では135から90のO-H...O角度を持つ水素結合が多数分布していた。そこでこの原因について解析を進めたところ、蛋白質水和水が形成する水素結合ネットワーク中において、酸素原子の間に2個の水素原子が存在し、準安定な水素結合様式とされる"Bifurcated"及び"Inversed"水素結合が幾つも存在することが明らかとなった。

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