High-resolution crystal structures of the solubilized domain of porcine cytochrome

ブタシトクロム水溶性ドメインの高分解能結晶構造

平野 優; 木村 成伸*; 玉田 太郎

Hirano, Yu; Kimura, Shigenobu*; Tamada, Taro

哺乳類のミクロソームに存在するシトクロムは、様々な電子伝達反応ではたらく複数の電子伝達パートナーとの間で電子伝達を行う。ブタ肝臓由来シトクロムのヘム結合水溶性ドメインを用い、2種類の結晶系で酸化還元両状態について4つの結晶構造を0.76-0.95分解能の高分解能で決定した。高分解能構造により、いくつかのアミノ酸残基において水素原子の電子密度をはっきりと観測することができた。また原子間結合距離の制約をはずした構造精密化により、ヘムプロピオン酸のプロトン化状態がヘムの電子状態制御に関わっていることが示唆された。酸化型と還元型の比較では、ヘム鉄の配位環境にほとんど差が見られなかった。しかしながら、酸化型と還元型の構造では、軸配位子His68周辺の水素結合ネットワークに差が見られたため、His68周辺の水素結合ネットワークはヘムの酸化還元状態制御に関わっている可能性があると考えられた。

Mammalian microsomal cytochrome has multiple electron-transfer partners that function in various electron-transfer reactions. Four crystal structures of the solubilized haem-binding domain of cytochrome from porcine liver were determined at sub-angstrom resolution (0.76-0.95 ) in two crystal forms for both the oxidized and reduced states. The high-resolution structures clearly displayed the electron density of H atoms in some amino-acid residues. Unrestrained refinement of bond lengths revealed that the protonation states of the haem propionate group may be involved in regulation of the haem redox properties. The haem Fe coordination geometry did not show significant differences between the oxidized and reduced structures. However, structural differences between the oxidized and reduced states were observed in the hydrogen-bond network around the axial ligand His68. The hydrogen-bond network could be involved in regulating the redox states of the haem group.