このページはRCSBの David S. Goodsell博士による「Molecule of the Month」2004年1月の記事を日本語に訳したものです。転載・引用については利用規約をご覧下さい。
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:翻訳 工藤高裕 (PDBj)

息を吸うこと、吐くこと

炭酸脱水酵素(上:α型 PDB:1ca2、中央:β型 PDB:1ddz、下:γ型 PDB:1thj)

呼吸は生命における基本的な機能であるが、呼吸する時実際に何が起こっているのだろうか。我々が呼吸で吸い込む空気は、細胞内にある糖と脂肪を分解するために燃料を供給してくれる貴重な酸素を含んでいる。我々の肺の中で、酸素(oxygen)は血液中に拡散して ヘモグロビン (hemoglobin、今月の分子41番)と結合し、身体中のあらゆる細胞へと輸送される。糖と脂肪が分解されると、副産物として二酸化炭素(carbon dioxide)が細胞で生成されるが、これは身体から除去する必要がある。そこで再び血液が輸送媒体としての役割を果たす。二酸化炭素は細胞の外へと拡散し、何種類かの方法で血液中を輸送される。10%未満は血漿(blood plasma)中に溶けて、約20%はヘモグロビンと結合して輸送されるが、大半(70%)は炭酸(carbonic acid)に変換されて肺へと輸送される。赤血球(red blood cell)中には炭酸脱水酵素(carbonic anhydrase)と呼ばれる酵素があって、二酸化炭素を炭酸と重炭酸イオン(bicarbonate ion)に変換する作用を助ける。赤血球が肺に到達すると、同じ酵素が重炭酸イオンを二酸化炭素に戻す変換を助け、できた二酸化炭素は呼吸によって排出される。この反応は酵素がなくても起こるが、炭酸脱水酵素は変換速度を100万倍にまで加速することができる。

緑色植物とサンゴ

植物もエネルギー生産に酸素を使い、二酸化炭素をはき出す。一方緑色植物は日光存在下で水と二酸化炭素を糖に変えることができる。この過程〜光合成(photosynthesis)〜には大気中の二酸化炭素を使う。気体の二酸化炭素は一旦重炭酸イオンとして植物中に蓄えられる。そして陸上植物、水中植物いずれにおいても、炭酸脱水酵素が重炭酸イオンを光合成で使う二酸化炭素に戻す変換を行っている。この酵素が役割を担っているもう1つの興味深い生物現象はサンゴ(coral)の石灰化(calcification)である。海水のカルシウム(calcium)はサンゴポリープ(coral polyp、サンゴの集合体を構成する個体)の炭酸脱水酵素によって作られた重炭酸イオンと反応し、炭酸カルシウム(calcium carbonate)を形成する。これがサンゴの硬い外殻として堆積する。

炭酸脱水酵素

炭酸脱水酵素は二酸化炭素と水から、炭酸、水素イオン(proton)、重炭酸イオンへの変換またはその逆方向への変換を急速に行うのを助ける酵素である。この酵素は1933年、ウシ(cow)の赤血球で初めて同定された。その後、あらゆる哺乳類の組織、植物、藻類、細菌で多数発見されてきた。この古くから見つかっている炭酸脱水酵素には3つの種類(それぞれα、β、γを頭に冠して呼ばれる)がある。この3種類の酵素は、配列や立体構造の類似性は低いが、全て同じ機能を果たし、いずれも活性部位に亜鉛イオン(zinc ion)を必要としている。哺乳類の炭酸脱水酵素はα型、植物の酵素はβ型、温泉に生息するメタン産生細菌の酵素はγ型にそれぞれ属している。このように3種類の酵素はそれぞれ独立に進化して似た酵素活性部位を作ったことは明白である。右図に示したのは上からα、β、γ型の炭酸脱水酵素(それぞれPDBエントリー 1ca21ddz1thj )の構造である。活性部位にある亜鉛イオンは図中に青色で示している。α型酵素は単量体(monomer)であるのに対し、γ型酵素は三量体(trimer)であることに注意して欲しい。一方β型酵素はここでは二量体(dimer)として示されているが、構造中には4つの亜鉛イオンが結合しており、このことは4つの酵素活性部位を持っている可能性を示している。β型に属する他の酵素は四量体(tetramer)、六量体(hexamer)、または八量体(octamer)の形をとっており、このことは二量体がβ型における構成単位となっているであることを暗示している。

哺乳類の炭酸脱水酵素は、存在する組織や細胞内区画によって少しずつ異なる約10種類の型が存在する。このアイソザイム(isozyme、機能が同じで構造が異なる酵素)はある程度配列のばらつきがあって、特有の活性差異を生じている。上述のように、ある筋線維(muscle fiber)で見られる酵素は、唾液腺(salivary gland)で分泌される酵素に比べて活性が低くなっている。ほとんどの炭酸脱水酵素アイソザイムは可溶性で分泌されるものであるが、中には上皮細胞(epithelial cell)の膜に結合しているものもある。なお、遺伝的視点から見た炭酸脱水酵素に関する更なる解説が欧州バイオインフォマティクス研究所(EBI)の「 今月のタンパク質 」(Protein of the Month)で提供されているので、合わせて参照のこと。

健康と病における炭酸脱水酵素

II型炭酸脱水酵素(PDB:1cnw)

この酵素は水素イオンと重炭酸イオンを作ったり使ったりするので、我々の体内で部位によって異なるpHと流動性のバランスを制御する中心的な役割を担う。胃の内壁では酸分泌における役目を果たす一方、この同じ酵素がすい液(pancreatic juice)をアルカリにしたり唾液(saliva)を中性にしたりするのを助けている。腎臓(kidney)や目(eye)における水素イオンと重炭酸イオンの輸送はそれぞれの場所における細胞の含水量に影響する。このように炭酸脱水酵素のアイソザイムは場所によって異なる機能を果たしているので、この酵素が無くなったり機能不全に陥ったりすると、胃における酸産生不全から腎臓の障害まで広がる病気の状態を引き起こしうる。

目の形を維持する流動体が蓄積すると、流動体は目の視神経を圧迫して傷つけるかもしれない。このような状態は緑内障(glaucoma)と呼ばれる。近年、炭酸脱水酵素の阻害剤は緑内障の治療に用いられている。この酵素を阻害することにより、緑内障患者の目における流動体の釣り合いが変化し、流動体の蓄積を減らして、眼圧を下げる。PDBエントリー 1cnw の構造は、どのようにして阻害剤(スルホンアミド sulfonamide、図中緑色の分子)がヒトの炭酸脱水酵素(アイソザイムII型)に結合しているのかを示している。この阻害剤が活性部位の近くに結合し、水が亜鉛イオンと相互作用するのを阻害して、酵素の活性を妨げているのに注目して欲しい。残念ながら、この薬を長く使い続けると他の組織にある同種の酵素に影響し、腎臓や肝臓(liver)への障害といった副作用を引き起こしてしまう。

構造をみる

II型炭酸脱水酵素(左:全体図 PDB:1ca2、右上:反応前の活性部位付近の拡大図 PDB:1ca2、右下:反応完了後の活性部位付近の拡大図 PDB:1cam)

α炭酸脱水酵素はよく研究されてきており、酵素がどのようにして働くのかについての理解に結びついている。左の図はPDBエントリー 1ca2 の炭酸脱水酵素II型の構造を示している。構造の中央に黄色で示した大きなβシートがあることに注目して欲しい。活性部位は酵素の深い溝の底にあって、そこには灰色の球で示した亜鉛原子が結合している。3つのヒスチジン(histidine、94、96、119番の残基、黄色で示している)中にある窒素原子が直接亜鉛に配位している。これらアミノ酸は全てのアイソザイムで保存されている。ピンク色で示した199番のスレオニン(threonine)と106番のグルタミン酸(glutamate)は赤い球で示した水を通して間接的に相互作用する。これらの残基に加え64番のヒスチジン(同じくピンク色)が、亜鉛への水酸化物イオン(ヒドロキシルイオン、hydroxyl ion)付加を助けていることに注目して欲しい。これらの残基およびその他の残基がアイソザイムによっては異なっており、そのことで酵素の活性の違いを説明できるかもしれない。

亜鉛はこの酵素反応において重要な存在である。実際は、亜鉛イオンに結合した水が水素イオンと水酸化物イオンへと分解される。亜鉛は正電荷を帯びたイオンなので、負電荷を帯びた水酸化物イオンを安定化し、酵素が二酸化炭素に攻撃する準備ができるようにしている。右に示す2つの図は、活性部位にあるアミノ酸の側鎖と亜鉛イオンを拡大した図が上図右に示されている。右上図は赤い球で示した水酸化物イオンが亜鉛イオンに結合した PDBエントリー 1ca2 の構造を示している。亜鉛はこの結合した水酸化物イオンの二酸化炭素への転移を指示し、重炭酸イオンを作る。右下の図は、赤と白の球で示した重炭酸イオンが作られた直後で、まだ酵素に結合している中間体の構造(PDBエントリー 1cam )を示したものである。なおこの構造では、199番アミノ酸の側鎖がアラニン(alanine)にして作られていることに注意して欲しい。64番のヒスチジンは、酵素の作用サイクルの度に回転して亜鉛イオンから離れ、新たな水酸化物イオンの再補充を助けている。この残基は右下の図が示すように2つの位置があり、酵素反応中にその間で行き来する。亜鉛イオンに新たな水分子が再補充されて重炭酸イオンが解放され次第、酵素は別の二酸化炭素分子に作用する準備ができた状態となる。

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2004年1月時点でPDBに登録されていた炭酸脱水素酵素関連エントリー一覧
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PDB ID Title Authors Publication Year Journal Name Volume No First Page Pubmed ID
12ca Altering the mouth of a hydrophobic pocket. Structure and kinetics of human carbonic anhydrase II mutants at residue Val-121. S.K.Nair, T.L.Calderone, D.W.Christianson, C.A.Fierke 1991 J. Biol. Chem. 266 17320 1910042
1a42 Structures of murine carbonic anhydrase IV and human carbonic anhydrase II complexed with brinzolamide: molecular basis of isozyme-drug discrimination. T.Stams, Y.Chen, P.A.Boriack-Sjodin, J.D.Hurt, J.Liao, J.A.May, T.Dean, P.Laipis, D.N.Silverman, D.W.Christianson 1998 Protein Sci. 7 556 9541386
2znc
3znc
1am6 Novel Binding Mode of Hydroxamate Inhibitors to Human Carbonic Anhydrase II L.R.Scolnick, A.M.Clements, J.Liao, L.Crenshaw, M.Hellberg, J.May, T.R.Dean, D.W.Christianson 1997 J. Am. Chem. Soc. 119 850 n/a
1avn Carbonic anhydrase activators: X-ray crystallographic and spectroscopic investigations for the interaction of isozymes I and II with histamine. F.Briganti, S.Mangani, P.Orioli, A.Scozzafava, G.Vernaglione, C.T.Supuran 1997 Biochemistry 36 10384 9265618
1azm DRUG PROTEIN-INTERACTION AT THE MOLECULAR-LEVEL - A STUDY OF SULFONAMIDE CARBONIC-ANHYDRASE COMPLEXES. S.Chakravarty, V.S.Yadava, V.Kumar, K.K.Kannan 1985 Journal of Biosciences 8 491 n/a
1bcd The structure of a complex between carbonic anhydrase II and a new inhibitor, trifluoromethane sulphonamide. K.Hakansson, A.Liljas 1994 FEBS Lett. 350 319 8070585
1bic Crystallographic analysis of Thr-200-->His human carbonic anhydrase II and its complex with the substrate, HCO3-. Y.Xue, J.Vidgren, L.A.Svensson, A.Liljas, B.H.Jonsson, S.Lindskog 1993 Proteins 15 80 8451242
1bn1 Structural analysis of inhibitor binding to human carbonic anhydrase II. P.A.Boriack-Sjodin, S.Zeitlin, H.H.Chen, L.Crenshaw, S.Gross, A.Dantanarayana, P.Delgado, J.A.May, T.Dean, D.W.Christianson 1998 Protein Sci. 7 2483 9865942
1bn3
1bn4
1bnm
1bnn
1bnq
1bnt
1bnu
1bnv
1bnw
1bv3 Carbonic Anhydrase Catalyzes Cyanamide Hydration to Urea: Is It Mimicking the Physiological Reaction? F.Briganti, S.Mangani, A.Scozzafava, G.Vernaglione, C.T.Supuran 1999 J. Biol. Inorg. Chem. 4 528 10550681
1bzm Drug-Protein Interactions: Refined Structures of Three Sulfonamide Drug Complexes of Human Carbonic Anhydrase I Enzyme S.Chakravarty, K.K.Kannan 1994 J. Mol. Biol. 243 298 7932756
1ca2 Refined structure of human carbonic anhydrase II at 2.0 A resolution. A.E.Eriksson, T.A.Jones, A.Liljas 1988 Proteins 4 274 3151019
4cac
5cac
1ca3 UNEXPECTED PH-DEPENDENT CONFORMATION OF HIS-64, THE PROTON SHUTTLE OF CARBONIC ANHYDRASE-II. S.K.Nair, D.W.Christianson 1991 J. Am. Chem. Soc. 113 9455 n/a
1hca
1cah Structure of cobalt carbonic anhydrase complexed with bicarbonate. K.Hakansson, A.Wehnert 1992 J. Mol. Biol. 228 1212 1474587
1cai Structural analysis of the zinc hydroxide-Thr-199-Glu-106 hydrogen-bond network in human carbonic anhydrase II. Y.Xue, A.Liljas, B.H.Jonsson, S.Lindskog 1993 Proteins 17 93 7901850
1caj
1cak
1cal
1cam
1can Crystallographic studies of the binding of protonated and unprotonated inhibitors to carbonic anhydrase using hydrogen sulphide and nitrate anions. S.Mangani, K.Hakansson 1992 Eur. J. Biochem. 210 867 1336460
1cao
1cay WILD-TYPE AND E106Q MUTANT CARBONIC-ANHYDRASE COMPLEXED WITH ACETATE. K.Hakansson, C.Briand, V.Zaitsev, Y.F.Xue, A.Liljas 1994 Acta Crystallogr., Sect.D 50 101 n/a
1caz
1ccs Structure-assisted redesign of a protein-zinc-binding site with femtomolar affinity. J.A.Ippolito, T.T.Baird Jr., S.A.McGee, D.W.Christianson, C.A.Fierke 1995 Proc. Nat. Acad. Sci. USA 92 5017 7761440
1cct
1ccu
1cil Positions of His-64 and a bound water in human carbonic anhydrase II upon binding three structurally related inhibitors. G.M.Smith, R.S.Alexander, D.W.Christianson, B.M.McKeever, G.S.Ponticello, J.P.Springer, W.C.Randall, J.J.Baldwin, C.N.Habecker 1994 Protein Sci. 3 118 8142888
1cim
1cin
1cnb Compensatory Plastic Effects in the Redesign of Protein-Zinc Binding Sites J.A.Ippolito, D.W.Christianson n/a To be Published n/a n/a 7803386
1cnc
1cng X-Ray Crystallographic Studies of Engineered Hydrogen Bond Networks in a Protein-Zinc Binding Site C.A.Lesburg, D.W.Christianson 1995 J. Am. Chem. Soc. 117 6838 n/a
1cnh
1cni
1cnj
1cnk
1cnw Secondary interactions significantly removed from the sulfonamide binding pocket of carbonic anhydrase II influence inhibitor binding constants. P.A.Boriack, D.W.Christianson, J.Kingery-Wood, G.M.Whitesides 1995 J. Med. Chem. 38 2286 7608893
1cnx
1cny
1cra Crystal structure of the complex between human carbonic anhydrase II and the aromatic inhibitor 1,2,4-triazole. S.Mangani, A.Liljas 1993 J. Mol. Biol. 232 9 8331673
1crm Structure and Function of Carbonic Anhydrases K.K.Kannan 1981 Biomolecular Structure, Conformation, Function and Evolution 1 165 n/a
1cva Structural and functional importance of a conserved hydrogen bond network in human carbonic anhydrase II. J.F.Krebs, J.A.Ippolito, D.W.Christianson, C.A.Fierke 1993 J. Biol. Chem. 268 27458 8262987
1cvb
1cvc REDESIGNING THE ZINC-BINDING SITE OF HUMAN CARBONIC ANHYDRASE-II - STRUCTURE OF A HIS2ASP-ZN2+ METAL COORDINATION POLYHEDRON. L.L.Kiefer, J.A.Ippolito, C.A.Fierke, D.W.Christianson 1993 J. Am. Chem. Soc. 115 12581 n/a
1cvd Structural consequences of redesigning a protein-zinc binding site. J.A.Ippolito, D.W.Christianson 1994 Biochemistry 33 15241 7803386
1cve
1cvf
1cvh
1czm Drug-protein interactions. Refined structures of three sulfonamide drug complexes of human carbonic anhydrase I enzyme. S.Chakravarty, K.K.Kannan 1994 J. Mol. Biol. 243 298 7932756
1dca Structure of an engineered His3Cys zinc binding site in human carbonic anhydrase II. J.A.Ippolito, D.W.Christianson 1993 Biochemistry 32 9901 8399159
1dcb
1ddz X-Ray Structure of Beta-Carbonic Anhydrase from the Red Alga, Porphyridium Purpureum, Reveals a Novel Catalytic Site for Co2 Hydration S.Mitsuhashi, T.Mizushima, E.Yamashita, S.Miyachi, T.Tsukihara 2000 J. Biol. Chem. 275 5521 10681531
1dmx Structure determination of murine mitochondrial carbonic anhydrase V at 2.45-A resolution: implications for catalytic proton transfer and inhibitor design. P.A.Boriack-Sjodin, R.W.Heck, P.J.Laipis, D.N.Silverman, D.W.Christianson 1995 Proc. Nat. Acad. Sci. USA 92 10949 7479916
1dmy
1ekj The Active Site Architecture of Pisum Sativum Beta-Carbonic Anhydrase is a Mirror Image of that of Alpha-Carbonic Anhydrases M.S.Kimber, E.F.Pai 2000 EMBO J. 19 1407 10747009
1eou Crystal Structure of Human Carbonic Anhydrase II Complexed with an Anticonvulsant Sugar Sulfamate R.Recacha, M.J.Costanzo, B.E.Maryanoff, D.Chattopadhyay 2002 Biochem. J. 361 437 11802772
1f2w Mechanism of Cyanamide Hydration Catalyzed by Carbonic Anhydrase II Suggested by Cryogenic X-Ray Diffraction A.Guerri, F.Briganti, A.Scozzafava, C.T.Supuran, S.Mangani 2000 Biochemistry 39 12391 11015219
1flj Crystal Structure of S-Glutathiolated Carbonic Anhydrase III R.J.Mallis, B.W.Poland, T.K.Chatterjee, R.A.Fisher, S.Darmawan, R.B.Honzatko, J.A.Thomas 2000 FEBS Lett. 482 237 11024467
1fql Structural Influence of Hydrophobic Core Residues on Metal Binding and Specificity in Carbonic Anhydrase II J.D.Cox, J.A.Hunt, K.M.Compher, C.A.Fierke, D.W.Christianson 2000 Biochemistry 39 13687 11076507
1fqm
1fqn
1fqr
1fr4
1fr7
1fsn
1fsq
1fsr
1g0e Structural and Kinetic Analysis of the Chemical Rescue of the Proton Transfer Function of Carbonic Anhydrase II D.Duda, C.TU, M.Qian, P.Laipis, M.Agbandje-McKenna, D.N.Silverman, R.McKenna 2001 Biochemistry 40 1741 11327835
1g0f
1g1d Contribution of Fluorine to Protein-Ligand Affinity in the Binding of Fluoroaromatic Inhibitors to Carbonic Anhydrase II C.-Y.Kim, J.S.Chang, J.B.Doyon, T.T.Baird Jr., C.A.Fierke, A.Jain, D.W.Christianson 2000 J. Am. Chem. Soc. 122 12125 n/a
1g3z
1g45 Contribution of Flourine to Protein-Ligand Affinity in the Binding of Flouroaromatic Inhibitors to Carbonic Anhydrase II C.-Y.Kim, J.S.Chang, J.B.Doyon, T.T.Baird Jr., C.A.Fierke, A.Jain, D.W.Christianson 2000 J. Am. Chem. Soc. 122 12125 n/a
1g46
1g48
1g4j
1g4o
1g52
1g53
1g54
1g5c Crystal Structure of the 'Cab' Type Beta Class Carbonic Anhydrase from the Archaeon Methanobacterium Thermoautotrophicum P.Strop, K.S.Smith, T.M.Iverson, J.G.Ferry, D.C.Rees 2001 J. Biol. Chem. 276 10299 11096105
1g6v One Hypervariable Loop of Camelid Single-Domain Antibody Fragment is Sufficient for Specific Antigen Recognition A.Desmyter, K.Decanniere, S.Muyldermans, L.Wyns n/a To be Published n/a n/a n/a
1h4n Histidine --> carboxamide ligand substitutions in the zinc binding site of carbonic anhydrase II alter metal coordination geometry but retain catalytic activity. C.A.Lesburg, C.Huang, D.W.Christianson, C.A.Fierke 1997 Biochemistry 36 15780 9398308
1h9n
1h9q
2h4n
1hcb Enzyme-substrate interactions. Structure of human carbonic anhydrase I complexed with bicarbonate. V.Kumar, K.K.Kannan 1994 J. Mol. Biol. 241 226 8057362
1hea n/a n/a n/a n/a n/a n/a n/a
1heb Structural consequences of hydrophilic amino acid substitutions in the hydrophobic pocket of human carbonic anhydrase II. S.K.Nair, D.W.Christianson 1993 Biochemistry 32 4506 8485129
1hec
1hed
1hug DIFFERENCES IN ANIONIC INHIBITION OF HUMAN CARBONIC ANHYDRASE-I REVEALED FROM THE STRUCTURES OF IODIDE AND GOLD CYANIDE INHIBITOR COMPLEXES. V.Kumar, K.K.Kannan, P.Sathyamurthi 1994 Acta Crystallogr., Sect.D 50 731 n/a
1huh
1hva Engineering the zinc binding site of human carbonic anhydrase II: structure of the His-94-->Cys apoenzyme in a new crystalline form. R.S.Alexander, L.L.Kiefer, C.A.Fierke, D.W.Christianson 1993 Biochemistry 32 1510 8431430
1i6o Crystal Structure of E. Coli Beta-Carbonic Anhydrase, an Enzyme with an Unusual Ph-Dependent Activity J.D.Cronk, J.A.Endrizzi, M.R.Cronk, J.W.O'Neill, K.Y.J.Zhang 2001 Protein Sci. 10 911 11316870
1i6p
1i8z Structural Aspects of Isozyme Selectivity in the Binding of Inhibitors to Carbonic Anhydrases II and Iv C.-Y.Kim, D.A.Whittington, J.S.Chang, J.Liao, J.A.May, D.W.Christianson 2002 J. Med. Chem. 45 888 11831900
1i90
1i91
1i9l Fluoroaromatic-Fluoroaromatic Interactions between Inhibitors Bound in the Crystal Lattice of Human Carbonic Anhydrase II C.-Y.Kim, P.P.Chandra, A.Jain, D.W.Christianson 2001 J. Am. Chem. Soc. 123 9620 11572683
1i9m
1i9n
1i9o
1i9p
1i9q
1if4 Binding of Fluorine Substituted Benzenesulfonamides to Carbonic Anhydrase II C.-Y.Kim, D.W.Christianson n/a To be Published n/a n/a n/a
1if5
1if6
1if7 Combinatorial Computational Method Gives New Picomolar Ligands for a Known Enzyme B.A.Grzybowski, A.V.Ishchenko, C.-Y.Kim, G.Topalov, R.Chapman, D.W.Christianson, G.M.Whitesides, E.I.Shakhnovich 2002 Proc. Nat. Acad. Sci. USA 99 1270 11818565
1if8
1if9
1j9w Structure of the Human Carbonic Anhydrase Isoenzyme I Michigan 1 Variant in the Absence and in the Presence of Exogenous Zinc (II): A True and Specific Metal-Ion Activation F.Briganti, M Ferraroni, W.R.Chedwiggen, A.Scozzafava, C.T.Supuran, S.Tilli n/a To be Published n/a n/a n/a
1jcz Crystal Structure of the Dimeric Extracellular Domain of Human Carbonic Anhydrase Xii, a Bitopic Membrane Protein Overexpressed in Certain Cancer Tumor Cells D.A.Whittington, A.Waheed, B.Ulmasov, G.N.Shah, J.H.Grubb, W.S.Sly, D.W.Christianson 2001 Proc. Nat. Acad. Sci. USA 98 9545 11493685
1jd0
1jv0 Crystal Structure of a Zinc-Activated Variant of Human Carbonic Anhydrase I, Ca I Michigan 1: Evidence for a Second Zinc Binding Site Involving Arginine Coordination M.Ferraroni, S.Tilli, F.Briganti, W.R.Chegwidden, C.T.Supuran, K.E.Wiebauer, R.E.Tashian, A.Scozzafava 2002 Biochemistry 41 6237 n/a
1keq Crystal Structure of F65A/Y131C-Methylimidazole Carbonic Anhydrase V Reveals Architectural Features of an Engineered Proton Shuttle K.M.Jude, S.K.Wright, C.TU, D.N.Silverman, R.E.Viola, D.W.Christianson 2002 Biochemistry 41 2485 11851394
1kop Crystal structure of carbonic anhydrase from Neisseria gonorrhoeae and its complex with the inhibitor acetazolamide. S.Huang, Y.Xue, E.Sauer-Eriksson, L.Chirica, S.Lindskog, B.H.Jonsson 1998 J. Mol. Biol. 283 301 9761692
1koq
1kwq Successful Virtual Screening for Novel Inhibitors of Human Carbonic Anhydrase: Strategy and Experimental Confirmation S.Grueneberg, M.T.Stubbs, G.Klebe 2002 J. Med. Chem. 45 3588 n/a
1kwr
1lg5 Organization of an Efficient Carbonic Anhydrase: Implications for the Mechanism Based on Structure-Function Studies of a T199P/C206S Mutant S.Huang, B.Sjoblom, A.E.Sauer-Eriksson, B.-H.Jonsson 2002 Biochemistry 41 7628 12056894
1lg6
1lgd
1lug Full Matrix Error Analysis of Carbonic Anhydrase E.A.Merritt, I.Le Trong, C.A.Behnke n/a To be Published n/a n/a n/a
1luq Full Matrix Error Analysis of Streptavidin E.A.Merritt, I.Le Trong n/a To be Published n/a n/a n/a
1lzv Proton Shuttles in the Active Site of Human Carbonic Anhydrase C.K.TU, M.Qian, H.An, N.R.Wadhwa, D.M.Duda, C.Yoshioka, Y.Pathak, R.McKenna, P.J.Laipis, D.N.Silverman 2002 J. Biol. Chem. 41 38870 n/a
1moo The Refined Atomic Structure of Carbonic Anhydrase II at 1.05A Resolution: Implications of Chemical Rescue of Proton Transfer D.M.Duda, L.Govindasamy, M.Agbandje-McKenna, C.K.TU, D.N.Silverman, R.McKenna 2003 Acta Crystallogr., Sect.D 59 93 n/a
1mua Structure and energetics of a non-proline cis-peptidyl linkage in a proline-202-->alanine carbonic anhydrase II variant. N.B.Tweedy, S.K.Nair, S.A.Paterno, C.A.Fierke, D.W.Christianson 1993 Biochemistry 32 10944 8218160
1okl Unexpected binding mode of the sulfonamide fluorophore 5-dimethylamino-1-naphthalene sulfonamide to human carbonic anhydrase II. Implications for the development of a zinc biosensor. S.K.Nair, D.Elbaum, D.W.Christianson 1996 J. Biol. Chem. 271 1003 8557623
1okm Structure-based design of a sulfonamide probe for fluorescence anisotropy detection of zinc with a carbonic anhydrase-based biosensor. D.Elbaum, S.K.Nair, M.W.Patchan, R.B.Thompson, D.W.Christianson 1996 J. Am. Chem. Soc. 118 8381 n/a
1okn
1qq0 A Closer Look at the Active Site of Gamma-Class Carbonic Anhydrases: High Resolution Crystallographic Studies of the Carbonic Anhydrase from Methanosarcina Thermophila T.M.Iverson, B.E.Alber, C.Kisker, J.G.Ferry, D.C.Rees 2000 Biochemistry 39 9222 10924115
1qre
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1qrm A Closer Look at the Active Site of Gamma-Class Carbonic Anhydrases: High Resolution Crystal Structures of the Carbonic Anhydrase from Methanosarcina Thermophila T.M.Iverson, B.E.Alber, C.Kisker, J.G.Ferry, D.C.Rees 2000 Biochemistry 39 9222 10924115
1ray The structure of human carbonic anhydrase II in complex with bromide and azide. B.M.Jonsson, K.Hakansson, A.Liljas 1993 FEBS Lett. 322 186 8482389
1raz
1rza X-RAY-ANALYSIS OF METAL-SUBSTITUTED HUMAN CARBONIC-ANHYDRASE-II DERIVATIVES. K.Hakansson, A.Wehnert, A.Liljas 1994 Acta Crystallogr., Sect.D 50 93 n/a
1rzb
1rzc
1rzd
1rze
1thj A left-hand beta-helix revealed by the crystal structure of a carbonic anhydrase from the archaeon Methanosarcina thermophila. C.Kisker, H.Schindelin, B.E.Alber, J.G.Ferry, D.C.Rees 1996 EMBO J. 15 2323 8665839
1uga X-ray crystallographic studies of alanine-65 variants of carbonic anhydrase II reveal the structural basis of compromised proton transfer in catalysis. L.R.Scolnick, D.W.Christianson 1996 Biochemistry 35 16429 8987974
1ugb
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1uge
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1urt Structure-based design of an intramolecular proton transfer site in murine carbonic anhydrase V. R.W.Heck, P.A.Boriack-Sjodin, M.Qian, C.Tu, D.W.Christianson, P.J.Laipis, D.N.Silverman 1996 Biochemistry 35 11605 8794740
1v3w Structure of Ferripyochelin Binding Protein from Pyrococcus Horikoshii Ot3 J.Jeyakanthan, T.H.Tahirov n/a To be Published n/a n/a n/a
1v67
1yda Structural basis of inhibitor affinity to variants of human carbonic anhydrase II. S.K.Nair, J.F.Krebs, D.W.Christianson, C.A.Fierke 1995 Biochemistry 34 3981 7696263
1ydb
1ydc
1ydd
1znc Crystal structure of the secretory form of membrane-associated human carbonic anhydrase IV at 2.8-A resolution. T.Stams, S.K.Nair, T.Okuyama, A.Waheed, W.S.Sly, D.W.Christianson 1996 Proc. Nat. Acad. Sci. USA 93 13589 8942978
1zsa Reversal of the hydrogen bond to zinc ligand histidine-119 dramatically diminishes catalysis and enhances metal equilibration kinetics in carbonic anhydrase II. C.C.Huang, C.A.Lesburg, L.L.Kiefer, C.A.Fierke, D.W.Christianson 1996 Biochemistry 35 3439 8639494
1zsb
1zsc
2ca2 Crystallographic studies of inhibitor binding sites in human carbonic anhydrase II: a pentacoordinated binding of the SCN- ion to the zinc at high pH. A.E.Eriksson, P.M.Kylsten, T.A.Jones, A.Liljas 1988 Proteins 4 283 3151020
3ca2
2cab Structure, refinement, and function of carbonic anhydrase isozymes: refinement of human carbonic anhydrase I. K.K.Kannan, M.Ramanadham, T.A.Jones 1984 Ann. N Y Acad. Sci. 429 49 6430186
2cba Structure of native and apo carbonic anhydrase II and structure of some of its anion-ligand complexes. K.Hakansson, M.Carlsson, L.A.Svensson, A.Liljas 1992 J. Mol. Biol. 227 1192 1433293
2cbb
2cbc
2cbd
2cbe
4ca2 Engineering the hydrophobic pocket of carbonic anhydrase II. R.S.Alexander, S.K.Nair, D.W.Christianson 1991 Biochemistry 30 11064 1932029
6ca2
7ca2
8ca2
9ca2
5ca2 Conformational mobility of His-64 in the Thr-200----Ser mutant of human carbonic anhydrase II. J.F.Krebs, C.A.Fierke, R.S.Alexander, D.W.Christianson 1991 Biochemistry 30 9153 1909891

炭酸脱水酵素についてさらに知りたい方へ

以下の参考文献もご参照ください。

  • Tripp, B.C., Smith, K., and Ferry, J.G. 2001 Carbonic anhydrase: New insights for an ancient enzyme. Journal of Biological Chemistry 276 48615-48618
  • Lindskog, S. 1997 Structure and Mechanism of Carbonic Anhydrase. Pharmacology and Therepeutics 74 1-20



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2004-01-01 (last edited: 7 months ago)2016-09-09
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