放射光と中性子の連携利用による電子伝達タンパク質の精密構造解析

使用同步加速器辐射和中子对电子转移蛋白进行精确结构分析

• 批准号: 20K06523
• 负责人: 三木 邦夫
• 金额: $ 2.75万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20K06523/
• 关键词: 電子伝達タンパク質; 精密構造解析; 中性子線回折; 放射光Ｘ線回折; 電荷密度解析

二種の電子伝達タンパク質を対象に，放射光X線と中性子線を併用した高分解能・高精度の精密構造解析を行い，それぞれの構造における水素原子や外殻電子の振る舞いを明らかにすることで，タンパク質の機能の直接的理解を目指した．光合成細菌で反応中心複合体への電子伝達を担う高電位鉄イオウタンパク質（HiPIP）については，これまで得られていた分解能を上回る中性子回折データの取得を目指した測定を行った．2021年に運転再開した研究用原子炉JRR-3において，より高分解能の中性子回折データが収集できるよう改良した生体高分子用回折装置BIX-3を用いて測定を行い，昨年度報告した解析結果における1.2A分解能を大幅に上回る0.9A分解能の回折データの収集に成功した．新たに取得した回折データを用いて構造解析・構造精密化を行い，得られた構造の検討を進めている．肝ミクロソームの電子伝達系ではたらくNADH-シトクロムb5還元酵素（b5R）については，b5Rの関与する酸化還元反応サイクルにおける酸化型の中性子結晶構造解析，および還元型のX線結晶構造解析を継続し，それぞれの構造精密化を完了した．その結果，高分解能中性子構造解析では，異なるpH（pD）において，FADからタンパク質表面への水素結合ネットワークでのプロトン化に違いがあることが明らかになり，酸化型の安定化に寄与する補因子周辺の水素結合の詳細を明らかにすることができた．また還元型の高分解能X線構造解析では，補因子に結合する水素原子の電子密度の観測に成功し，ヒドリド移動に重要な補因子の詳細な立体構造情報を得ることができた．

Two kinds of electron transfer and mass imaging, radiation X-ray and neutral sub-ray combination, high resolution energy, high precision structure analysis, the structure of the water element atom, shell electron vibration, light, direct understanding of the function of the mass. Photosynthetic bacteria are responsible for the electron transfer of the anti-retroactive central complex, and the high potential iron (HiPP) is responsible for the determination of the electron transfer. In 2021, the operation will be reopened to the research atomic furnace JRR-3. The analysis results of the annual report show that the decomposition energy of the high decomposition energy of the medium sub-folding device has increased significantly by 0.9 A. The new structure is obtained by using the structure analysis and structure refinement. The electron transfer system of liver cancer has been refined by NADH-1, NADH-1, NADH-1 As a result, the high decomposition energy neutral substructure analysis is different from pH (pD), FAD is different from pH (pD). The high resolution energy X-ray structure analysis of the reduction element type is successful in measuring the electron density of the water atom by combining the complementary factors, and the detailed three-dimensional structure information of the important complementary factors is obtained.

项目成果

蛋白質科学／構造生物学／蛋白質結晶学の20年

蛋白质科学/结构生物学/蛋白质晶体学 20 年

• 发表时间: 2021
• 作者: Nanaura Hitoki;Aiba Yuichiro;Nakanishi Mari;Shiota Tomo;Hibino Masaki;Kikuchi Sotaro;Nagata Riko;Morikawa Naritaka;Iguchi Naohiko;Kiriyama Takao;Nagamori Shushi;Sugie Kazuma;Saio Tomohide;Yoshizawa Takuya;Mori Eiichiro et al.;坂本泰一;川上恵典;三木邦夫
• 通讯作者: 三木邦夫

NADH-シトクロムb5還元酵素反応系における高精度立体構造解析の現状

NADH-细胞色素b5还原酶反应体系高精度3D结构分析研究现状

• 发表时间: 2021
• 作者: Hamad Nesreen;Yoneda Ryoma;So Masatomo;Kurokawa Riki;Nagata Takashi;Katahira Masato;花園祐矢，平野 優，竹田一旗，日下勝弘，玉田太郎，三木邦夫;坂本泰一;若杉桂輔;平野 優，栗原和男，日下勝弘，Andreas Ostermann，木村成伸，三木邦夫，玉田太郎
• 通讯作者: 平野 優，栗原和男，日下勝弘，Andreas Ostermann，木村成伸，三木邦夫，玉田太郎

High-resolution structure of an electron-transfer protein by neutron crystallography

通过中子晶体学研究电子转移蛋白的高分辨率结构

• 发表时间: 2021
• 作者: Y. Hanazono;Y. Hirano;K. Takeda;K. Kusaka T. Tamada;and K. Miki
• 通讯作者: and K. Miki

量子構造生物学の創成を目指した酸化還元タンパク質の高精度立体構造解析

氧化还原蛋白的高精度三维结构分析旨在创建量子结构生物学

• 发表时间: 2020
• 作者: 阪本 知樹;山置 佑大;永田 崇;片平 正人;平野 優，栗原和男，日下勝弘，Andreas Ostermann，木村成伸，三木邦夫，玉田太郎
• 通讯作者: 平野 優，栗原和男，日下勝弘，Andreas Ostermann，木村成伸，三木邦夫，玉田太郎

高分解能立体構造解析で迫る酸化還元酵素の反応機構

通过高分辨率三维结构分析揭示氧化还原酶的反应机制

• 发表时间: 2020
• 作者: 山置佑大;永田崇;阪本知樹;Eladl Omar;川上愛加;近藤敬子;片平正人;平野 優，栗原和男，日下勝弘，Andreas Ostermann，木村成伸，三木邦夫，玉田太郎
• 通讯作者: 平野 優，栗原和男，日下勝弘，Andreas Ostermann，木村成伸，三木邦夫，玉田太郎