ブタ膵臓エラスターゼの高分解能中性子構造解析

High-resolution neutron structural analyses of porcine pancreatic elastase

玉田 太郎; 木下 誉富*; 山田 貢; 栗原 和男; 大原 高志   ; 安達 基泰; 多田 俊治*; 黒木 良太

Tamada, Taro; Kinoshita, Takayoshi*; Yamada, Mitsugu; Kurihara, Kazuo; Ohara, Takashi; Adachi, Motoyasu; Tada, Toshiji*; Kuroki, Ryota

エラスターゼは、蛋白質の立体構造に基づく薬物設計(SBDD)研究の代表的な題材として用いられてきたセリンプロテアーゼである。エラスターゼの全原子構造情報取得によってセリンプロテアーゼの触媒機構解明を目指すとともに、SBDD研究に供するため、ブタ膵臓由来のエラスターゼ(PPE)の単独及び阻害剤複合体での中性子結晶構造解析を実施した。中性子回折実験はJRR3に設置された生体高分子用回折計BIX-3において実施し、同一結晶を用いた取得したX線回折データを相補的に用いた構造精密化により高精度の全原子構造情報を取得した。PPE単独(1.9分解能)、及びエラスターゼの基質を模倣したペプチド様の阻害剤との複合体状態(1.65分解能)での中性子構造解析に成功した。今回取得した阻害剤結合前・後の水素原子を含む全原子構造情報は、これまでにセリンプロテアーゼの触媒機構において議論されてきた反応開始時の活性化制御機構や遷移状態における低障壁水素結合の存在や酸素陰イオンホールの形成について重要な知見を与えると同時に、活性部位の水和構造の変化についても重要な知見を与えた。

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