국립 선진 산업 과학 기술 연구소 (Yoshikawa Hiroyuki 회장) (이하 "AIST"세포 공학 연구 부서 [연구 부서 Jun Miyake] Cellular Molecular Function Research Group [Research Group Jun Miyake (동시에)] Nakamura Tsutomu, Osaka University, Osaka Corporation, wron, wron wron wron wron wron wron wron in Engininiation의 대학원 연구원 Nakamura Tsutomu 교수 미생물반응성 바카라 필승법를 제거하는 단백질의 반응을 분석했습니다 새로운 메커니즘을 바카라 필승법했습니다 전통적인 메커니즘과 달리 지금까지 천연 제품에서는 바카라 필승법되지 않았습니다매우 귀중한 화합물중요한 역할을합니다
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이 연구 결과는 2008 년 4 월 21 일과 25 일 (Eastern Time)과 국립 과학 아카데미 (미국 국립 과학 아카데미의 절차) 디지털 버전에 게시 될 예정입니다
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항산화 단백질 (Aeropyrum pernicus (Aeropyrum Pernix)의 Peroxiredoxin (Peroxiredoxin))
붉은 원은 과산화수소로 산화 된 시스테인 잔기를 나타냅니다 |
바카라 필승법는 호흡과 같은 생명 활동에 필수적이지만 자외선 및 바카라 필승법 호흡의 부작용으로 인해 활성 바카라 필승법라고하는 강력한 산화 효과가있는 물질 일 수도 있습니다 활성 바카라 필승법로 인한 세포 손상을 산화 스트레스라고하며 암, 당뇨병, 동맥 경화 및 알츠하이머 병 및 노화와 같은 질병과 관련이 있다고합니다 산화 스트레스로부터 보호하기위한 의료 기술을 개발할 때 모든 의료 기술의 경우와 마찬가지로 생명이 실제로 어떻게 보호되는지 배우는 것이 중요합니다 생명은 활성 바카라 필승법로 인한 산화 스트레스로부터 세포를 보호하는 다양한 방법입니다항산화 단백질이러한 항산화 단백질이 어떻게 진화했는지에 대한 문제와 활성 바카라 필승법를 제거하는 데 사용되는 메커니즘은 의료 기술의 발달을 고려할 때 필수적이고 중요한 주제입니다
지구에서 생명이 태어 났을 때 지구 대기에는 바카라 필승법가 축적되지 않았습니다 그러나, 대기 중에 바카라 필승법가 축적됨에 따라, 활성 바카라 필승법로 인한 손상의 제거는 생존의 필수 조건이되었다 원시 수명이 반응성 바카라 필승법 제거의 생리 학적 기능을 습득 할 때, 그 생리 학적 기능은 어떤 메커니즘을 수행했는지에 대한 문제는 무엇입니까?Arbacillus의 항산화 단백질 매우 효과적인 연구 자료입니다 이것은 유전자 연구에서 광범위하게 고풍 박테리아로 분류되는 유기체가 기존 유기체에서 생명의 기원에 가장 가까운 것으로 생각되기 때문입니다
at aist,열 내성 단백질산업 사용을 목표로 90 ° C 이상의 온도에서 자라려면친수성 고풍우리는 유래 한 단백질을 연구하고 있습니다 고고 박테리아는 일반적으로 혐기성이지만, 매우 호기성은 활성 바카라 필승법로 인한 산화 스트레스로부터 자신을 보호하는 시스템을 가질 것으로 예상됩니다 호기성 고열 고풍Aeropyrum pernicus (Aeropyrum Pernix)이것이 AIST 가이 고고한 내에서 항산화 시스템을 분석 해 온 이유입니다 한편, 오사카 대학교는 약물 발달을 목적으로 단백질의 3 차원 구조 분석에 대한 연구를 수행하고 있습니다
이들 연구에 기초하여, 두 당사자는이 구식 항산화 시스템에서 과산화수소, 과산화수소, 과산화수소의 수소를 제거하는 단백질의 3 차원 구조를 공동으로 밝혀 냈으며, 제거 반응에서 발생하는 3 차원 구조의 변화에 중점을 두었다 (단백질 산화 반응)
이 연구는 과학 연구를위한 교육, 문화, 스포츠, 과학, 과학 기술 보조금, "바이오-수 프라 몰레 클레의 원자 메커니즘"(2006-2007)의 단백질 3000 프로젝트 대사 그룹 "Crystallization Research"(2005-2006)의 지원으로 수행되었습니다 결정 구조 분석을위한 X- 선원에는 고성분 조명 과학 센터, 연구 프로젝트Spring-8 싱크로트론 방사선이 사용되었습니다
이 연구는 단백질의 X- 선 결정학 및 양자 화학 계산 방법을 사용하여 고풍 에어로피 럼 퍼니 우스를 만듭니다 (Aeropyrum Pernix)Peroxiredoxin (Peroxiredoxin)의 화학 구조의 변화 (이하 "PRX"라고 불리는 이하)가 추적되었습니다 PRX 자체의 일부인 시스테인 잔기 (도 1 (c)의 적색 원으로 표시됨)이 과산화수소로 산화 될 때 PRX에 의한 과산화수소의 제거가 진행됩니다
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그림 1 산화 방지제 단백질 (aeroyrum pernixPeroxiredoxin에 의해 유래
(a) 250 개의 아미노산으로 구성된 분자 (b) 2 개의 분자는 이량 체를 형성하기 위해 (c) 5 개의 이량 체 연관을 형성하기 위해 고리 모양의 데카머를 형성합니다 |
이전의 공통 감각 메커니즘은 단백질에서 시스테인 잔기의 산화를 가지고 있습니다시스테인 설펜 산에서 발생하는 것으로 생각되었습니다 중간체로서 (그림 2 (a)) 그러나 PRX에서, 산화 반응은 지금까지 생각되지 않은 메커니즘에서 발생하며 시스테인 잔기와 인근 히스티딘 잔기에 의해 형성됩니다Sulfran유도체가 반응 중간체임을 바카라 필승법했습니다 (그림 2 (b)) 이것은 산화 반응 중간체의 X- 선 결정학에 의해 결론되었으며, 이는 황 란 유도체와 일치하는 분자 구조를 관찰 하였다 (도 3)
설페란은 과속 화합물의 한 유형입니다 과거의 화합물은 반응 및 합성 화학 분야의 다양한 응용에 사용되는 유용한 화합물이다 지금까지 확인 된 모든 과거의 화합물은 화학적 합성을 통해 얻어졌으며 천연 제품에서는 바카라 필승법되지 않았다 이 바카라 필승법은 인공물로만 인식되고 사용 된 과거의 화합물이 실제로 살아있는 것들에 의해서도 사용되었습니다
일반적으로, 화학 반응의 중간체는 불안정하며, X- 선 결정학에 의해 외관을 포착 할 수있는 것은 극히 드 rare니다 반응 중간체의 구조는 특수한 방법의 사용으로 인해이 연구에서 밝혀졌다 이 방법은 과산화수소를 함유 한 모체 주류에 단백질 결정을 담그고 냉각 된 질소 가스 (약 -190 ° C)로 동결 한 다음 동결을 동결시킨다Spring-8의 싱크로트론 방사선을 사용하여 수행되었다 용액의 반응과는 달리, 결정 내의 반응에서, 모기류로부터 결정을 제거함으로써 반응을 쉽게 중지 할 수있어, 과도한 반응을 방지한다 또한, 반응이 정지 된 후 즉시 냉각에 의해, 불안정한 반응 중간체가 고정 될 수 있고, 불안정한 반응 중간체의 구조가 관찰 될 수있다
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그림 2 : 단백질 (시스테인 잔기) 산화가 작동하는 방법
(a)는 시스테인 잔기가 시스테인 설펜산으로 산화되는 종래의 산화 반응 모델이다 이때, 황 원자는 8 개의 원자가 전자를 갖는다 (b)이 연구에서 바카라 필승법 된 새로운 모델은, 시스테인은 근처의 히스티딘 잔기와 관련된 산화 반응이며, 중간체로서 황 원자는 10 원자가 전자를 갖는 황 유도체라고 불리는 화합물이된다 (a) (b) 임의의 반응 중간체는 시스테인 설핀산에 추가로 산화된다;이황화 결합|를 형성하는 경로를 계속하십시오 이황화 결합은 또한 동일한 단백질 분자 내에 형성 될 수 있지만, 상이한 단백질과의 분자간 이황화 결합이 여기에 도시되어있다 |
이 발견은 항산화 단백질에 의한 활성 바카라 필승법 제거에 대한 새로운 이전에 알려지지 않은 메커니즘을 보여주고 산화 스트레스를위한 의료 기술 개발에 대한 훌륭한 지식을 추가합니다 단백질의 산화는 활성 바카라 필승법의 제거에만 국한되지 않지만 생물학적 세계에서 자주 보이는 현상이다 이 발견은 또한 그러한 일반적인 현상에 대한 새로운 모델을 제안합니다
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그림 3 새로운 산화 반응 중간체의 구조 (설페란 유도체)
X- 선 결정학에 의해 얻어진 산화 반응 중간체의 구조 키스테인 잔기 (C50) 및 근처에 위치한 히스티딘 잔기 (H42)를 갖는 결합 (N-S 결합)이 보인다 구체는 원자를 나타내며, 각각은 다음과 같습니다 자주색 : 탄소 C, 청색 : 질소 N, 황색 : 황색 : 빨간색 : 바카라 필승법 O |
또한, 우리가 과거의 화합물의 합성에 초점을 맞출 때, 반응 경로는 이번에 밝혀졌다 (중간체로 황 원자와 황 원자의 산화 반응)는 황 원자와 유기 산업 화학을 함유하는 약물 발달 분야에서 새로운 합성 방법을 개발하기위한 힌트이며, 유기 화학 전 현장에서 "원시 생명으로부터 학습 될 수있다"고 말할 수있다
이 연구에서, 우리는 유바카라 필승법 고열성 고고로부터 유래 된 단백질의 반응을 분석하여 지구 대기에 바카라 필승법가 축적되기 시작했을 때 초기 원시 항산화 시스템에 대해 알아 보았다 이 원시 시스템에서 활성 바카라 필승법를 제거하기위한 새로운 메커니즘이 발견되었다는 점에 주목하는 것은 흥미 롭다
이 연구에서 발견 된 활성 바카라 필승법를 제거하는 새로운 메커니즘은 산화 스트레스로 인한 암 및 노화를 표적으로하는 의료 기술에 적용될 것으로 예상 될 수 있습니다 또한 황 원자의 산화를위한 새로운 방법을 제공함으로써 새로운 합성 방법의 발달에 기여할 것이라고 믿어진다 앞으로 우리는 이러한 의료 및 산업 응용 프로그램에 대한 추가 연구를 계속 진행할 것입니다