Reaction Mechansim of [NiFe]-hydrogenase by Neutron Structural Chmeistry

[NiFe]-氢化酶的中子结构化学反应机理

• 批准号: 24657077
• 负责人: HIGUCHI Yoshiki
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: University of Hyogo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
• 财政年份: 2012
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2012-04-01 至 2014-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-24657077/
• 关键词: ヒドロゲナーゼ; X線結晶解析; 反応機構; Ni酵素; 燃料電池

The goal of this study is to elucidate the reaction mechansim of at the active site of [NiFe]-hydrogenase by neutron diffraction study. For this purpose, we have tried to prepare large crystals of hydrogenase in high quality in D2O.We have improved the crystallization condition by using 2-methyl-2,4-pentanediol(MPD) as a precipitant in D2O. We found that MPD is oxidized to be 4-hydroxy-4-methyl-2-pentanone(HMPO) which causes a serious damage to the quality of the crystals. We have successfully determined the more suitable crystallization condition under anaerobic condition. As a result, we have succeeded in prearation of a crystal with a volume of 11 mm3. In addition, we have found the condition to freeze the large crystals without damage. Unfortunately, the reactor (neutron source) of JAEA in Tokai is still in preparatory period due to a serious disaster in the area of East Japan in 2011, we will try to do neutron diffraction study in the near future.

本研究的目的是通过中子衍射研究来阐明[NiFe]-氢化酶活性中心的反应机理。为此，我们尝试在D2 O介质中制备高质量的氢化酶大晶体，并采用2-甲基-2，4-戊二醇（MPD）作为沉淀剂，对结晶条件进行了改进。我们发现MPD被氧化成4-羟基-4-甲基-2-戊酮（HMPO），这对晶体的质量造成了严重的损害。在厌氧条件下，我们成功地确定了更合适的结晶条件。结果，我们成功地制备了体积为11 mm ~ 3的晶体。此外，我们已经找到了无损伤地冻结大晶体的条件。遗憾的是，由于2011年东日本地区发生的严重灾难，位于东海的JAEA反应堆（中子源）仍处于准备阶段，我们将在不久的将来尝试进行中子衍射研究。

项目成果

Structural Study of O2-Tolerant [NiFe] Hydrogenase

耐氧[NiFe]氢化酶的结构研究

• 发表时间: 2012
• 作者: 村本和優;他;Y. Higuchi
• 通讯作者: Y. Higuchi

ドメインスワッピングによるミオグロビン二量体の形成

通过结构域交换形成肌红蛋白二聚体

• 发表时间: 2012
• 作者: S. Hirota;Y. Hattori;Z. Wang;S. Nagao;M. Taketa;H. Komori;H. Kamikubo;T. Matsuo;I. Takahashi;S. Negi;Y. Sugiura;M. Kataoka;Y. Higuchi;林有吾，長尾聡，大須賀久織，小森博文，樋口芳樹，廣田俊;長尾 聡，宇仁武史，山田卓矢，大須賀久織，庄村康人，今井清博，樋口芳樹，廣田 俊
• 通讯作者: 長尾 聡，宇仁武史，山田卓矢，大須賀久織，庄村康人，今井清博，樋口芳樹，廣田 俊

微小重力環境下でのナイロン分解酵素の高品質結晶生成の実例と今後の取り組みについて

微重力环境下尼龙降解酶高质量结晶实例及未来努力

• 发表时间: 2012
• 作者: S. Hirota;Y. Hattori;Z. Wang;S. Nagao;M. Taketa;H. Komori;H. Kamikubo;T. Matsuo;I. Takahashi;S. Negi;Y. Sugiura;M. Kataoka;Y. Higuchi;林有吾，長尾聡，大須賀久織，小森博文，樋口芳樹，廣田俊;長尾 聡，宇仁武史，山田卓矢，大須賀久織，庄村康人，今井清博，樋口芳樹，廣田 俊;樋口芳樹，柴田直樹，根来誠司
• 通讯作者: 樋口芳樹，柴田直樹，根来誠司

CSJカレントレビュー15，次世代のバイオ水素エネルギー開発

CSJ Current Review 15，下一代生物氢能源开发

• 发表时间: 2014
• 作者: S. Hirota;S. Nagao;Y. Hayashi;Z. Wang;A. D. Nugraheni and Y. Higuchi;寺脇慎一，大塚寛貴，樋口芳樹，若松馨;太虎林，竹田翠，庄村康人，西川幸志，鈴木雅之，樋口芳樹，廣田俊;山中優，長尾聡，小森博文，樋口芳樹，廣田俊;林有吾，長尾聡，山中優，小森博文，樋口芳樹，廣田俊;庄村康人,樋口芳樹;樋口芳樹,ヒドロゲナーゼ;庄村康人，樋口芳樹
• 通讯作者: 庄村康人，樋口芳樹

光合成のエネルギー利用と環境応用

光合作用的能量利用和环境应用

• 发表时间: 2014
• 作者: S. Hirota;S. Nagao;Y. Hayashi;Z. Wang;A. D. Nugraheni and Y. Higuchi;寺脇慎一，大塚寛貴，樋口芳樹，若松馨;太虎林，竹田翠，庄村康人，西川幸志，鈴木雅之，樋口芳樹，廣田俊;山中優，長尾聡，小森博文，樋口芳樹，廣田俊;林有吾，長尾聡，山中優，小森博文，樋口芳樹，廣田俊;庄村康人,樋口芳樹;樋口芳樹,ヒドロゲナーゼ;庄村康人，樋口芳樹;樋口芳樹
• 通讯作者: 樋口芳樹