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X線結晶解析と分子グラフィックスによる膜複合体電子伝達反応の分子機構

利用 X 射线晶体分析和分子图学研究膜复合物电子转移反应的分子机制

基本信息

批准号：
04266208
负责人：
三木邦夫
金额：
$ 0.96万
依托单位：
Tokyo Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
1992
资助国家：
日本
起止时间：
1992 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

紅色細菌の光合成膜系では,ATP合成の駆動力となるプロトン濃度匂配は,3つのタンパク質(反応中心複合体,チトクロムbc_1複合体およびチトクロムc_2)の間の電子伝達による共役系によって生み出される。紅色細菌Rhodopse1domonas viridisでは,その反応中心複合体で立体構造が高分解能で解明されている。本研究では,この同じ紅色細菌からとられたチトクロムc_2と反応中心複合体との間の電子伝達反応の分子機構を,分子グラフィックスの手法を用いて解明した。1.これまでX線結晶解析を行ってきたチトクロムc_2結晶の回折強度を,イメージングプレート回折計によって再び集積した。これによって,高分解能での回折データを得ることが可能になった。2.分子置換法で解かれたこのチトクロムc_2の分子モデルを,分子動力学的精密化法(simulated annealing法)と立体化学的束縛下での結晶学的精密化法によって行い,最終分子モデルを完成した。3.得られた立体構造に基づいて,このチトクロムc_2が電子を与えることによって光酸化状態を還元する反応中心複合体への電子伝達機構を,コンピュータグラフィックス上で検討した。この検討を行いやすくするため,チトクロムc_2と反応中心複合体の分子表面の静電ポテンシャルを計算した。チトクロムc_2のヘム近傍は正の電荷を帯びており,これに対応する負電荷の位置を反応中心複合体のチトクロムサブユニットの4つのヘム近傍で探した(電子はチトクロムc_2のヘムから反応中心複合体のチトクロムサブユニットの4つのヘムのどれかに伝達される)。その結果,光酸化されるバクテリオクロロフィル二量体に最も遠いヘムが,その可能性が高いことがわかった。グラフィックス上に組み上げた2つのタンパク質の結合モデルは構造上妥当なものであった。

Red bacteria photosynthetic membrane system,ATP synthesis kinetics and concentration, 3 kinds of intermediate electron transport system (reverse center complex, reverse center bc_1 complex, reverse center c_2). Red bacteria Rhodopse1domonas viridis In this study, the molecular mechanism of the electron transfer reaction between the central complex and the molecular transfer reaction of the same red bacteria was studied. 1. X-ray crystallographic analysis of the sample was carried out to determine the intensity of reflection of c_2 crystals. The high resolution energy of this kind of energy can be used to reduce the energy consumption. 2. Molecular displacement method, molecular dynamics precision method, stereochemistry constraint, crystallization precision method, molecular displacement method, molecular displacement method 3. The electron transfer mechanism of the reaction center complex was studied. Calculation of electrostatic properties on molecular surfaces of anti-center complexes The positive charge in the vicinity of the electron counter c_2 is detected by the electron counter c_2 and the negative charge in the vicinity of the electron counter c_2 is detected by the electron counter c_2. As a result, photoacidification is the most likely to occur in the two quantities. The structure of the structure is appropriate.