シトクロム還元酵素反応中間体のX線結晶構造解析

Structural analysis of reaction intermediates of cytochrome reductase

山田 貢; 玉田 太郎; 松本 富美子; 竹田 一旗*; 木村 成伸*; 黒木 良太; 三木 邦夫*

Yamada, Mitsugu; Tamada, Taro; Matsumoto, Fumiko; Takeda, Kazuki*; Kimura, Shigenobu*; Kuroki, Ryota; Miki, Kunio*

シトクロム還元酵素(以下R)は2ドメインからなり、ドメイン間に1個のFADを含み、NADHから電子を2つ受け取りシトクロムに伝達する酸化還元酵素である。本研究は還元型Rの結晶解析及び還元型Rから再酸化型Rへの時分割結晶解析によってRの酸化還元サイクルの詳細を解明することを目的とした。還元型Rの構造において、2つのドメインの相対位置が大きく変化していた。FADのイソアロキサジン環部位は折れ曲がらずに平面構造をとっておりNADとスタッキングしていたが、N10窒素は型の幾何配置をとっていた。また、時分割解析の結果、Rはニコチンアミド部位を押し出す動きと、ADPリボース部位を押し出す動きの2つの動きによってNADを放出していことが明らかになった。上記の結果から、Rは(1)ドメインの相対位置変化によってシトクロム相互作用部位を作り出す機構、(2)FADHとNADの電荷移動相互作用によって共鳴構造が壊れたFADHが安定化する機構、(3)電荷移動相互作用の消失に伴いニコチンアミド部位を活性中心から放出した後、ADPリボース部位を放出する機構の存在が示唆された。

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