蛋白質工学によるプラストシアニンの電子移動反応の距離・電荷依存性の解析

利用蛋白质工程分析质体蓝素电子转移反应的距离和电荷依赖性

• 批准号: 05209229
• 负责人: 高倍 昭洋
• 金额: $ 1.09万
• 依托单位: Meijo University
• 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: 1993
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1993 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-05209229/
• 关键词: 光合成; 電子伝達; 遺伝子工学; プラストシアニン; 太陽エネルギー; マーカス理論

プラストシアニンはチトロムfから電子を受け取り,光化学系I反応中心複合体に電子を供与するタイプI銅蛋白質である。本研究は蛋白質工学の手法によりプラストシアニンの長距離の電子移動反応に対するアミノ酸残基の役割を明らかにすることを目的として以下の課題について研究を行なった。1.プラストシアニンの配位子の1つであるメチオニンmutant(Met92→Gln92)を作成する課題…Met92はCuとの距離が長く,Met92が活性中心の構造と電子移動反応にどのような役割を果たしているか全く不明である。そこでMet92→Glu92のmutantを作成し,大腸菌で発現させ検討したところ,mutantの酸化還元電位は低下し,mutantとP700およびチトクロムfとの電子移動活性も低下していた。これらの結果から,Met92が酸化還元電位および電子移動活性に重要な役割を果たしていることが明らかになった。2.プラストシアニンのacidic patchを構成するアミノ酸を置換したmutantを作成する課題…プラストシアニンは2ヶ所で電子の授受を行うことが示唆されているユニークな蛋白質である。推定されている電子移動経路の1つには,酸性アミノ酸残基が集中した部位が存在する。このacidic patchの役割を明らかにするために,acidic patchの負電荷が1個ずつ正電荷に変化するようデザインしたmutantを作成した。プラストシアニンとチトクロムfおよびP700の反応速度定数は,酸性アミノ酸残基が減少したmutantほど減少した。これらの結果から,プラストシアニンの酸性アミノ酸残基はチトクロムfおよびP700との反応に重要であることが明らかになった。3.光化学系I反応中心複合体のプラストシアニン・ドッキング蛋白質とプラストシアニンシの相互作用を明らかにする課題…本蛋白質のcDNAのクローニングとシーケンシングを完了した。

プ ラ ス ト シ ア ニ ン は チ ト ロ ム f か ら を electron け り, light chemistry I reverse 応 center complex に electronic を す and supply る タ イ プ I copper protein で あ る. This study は の protein engineering technique に よ り プ ラ ス ト シ ア ニ ン の long-distance の electronic mobile anti 応 に す seaborne る ア ミ ノ acid residues cutting を の service Ming ら か に す る こ と を purpose と し て の subject under に つ い て を line な っ た. 1. プ ラ ス ト シ ア ニ ン の ligand 1 つ の で あ る メ チ オ ニ ン mutant (Met92 - Gln92) を made す る subject... Met92 は Cu と の long distance が く, Met92 の が activity center of と electronic mobile anti 応 に ど の よ う な "を cut fruit た し て い る か く all unknown で あ る. そ こ で Met92 - Glu92 の mutant を し consummate, coliform で 発 now さ せ beg し 検 た と こ ろ, mutant の acidification has low potential は し, mutant と P700 お よ び チ ト ク ロ ム f と の electronic mobile active low も し て い た. こ れ ら の results か ら, Met92 が acidification yuan also potential お よ び electronic mobile active に important な "を cut fruit た し て い る こ と が Ming ら か に な っ た. 2. プ ラ ス ト シ ア ニ ン の acidic patch を constitute す る ア ミ ノ acid を replacement し た mutant を made す る subject... プ ラ ス ト シ ア ニ ン は 2 ヶ で electronic の "を line う こ と が in stopping さ れ て い る ユ ニ ー ク な protein で あ る. Presumption さ れ て い る electronic mobile の 経 road 1 つ に は, acidic ア ミ ノ acid residues が concentrated し が た parts exist す る. Cut を こ の acidic patch の service Ming ら か に す る た め に, acidic patch の negative が 1 ず つ positive charge に variations change す る よ う デ ザ イ ン し た mutant を made し た. プ ラ ス ト シ ア ニ ン と チ ト ク ロ ム f お よ び P700 の 応 speed limit は, acidic ア ミ ノ acid residues が reduce し た mutant ほ ど reduce し た. Results こ れ ら の か ら, プ ラ ス ト シ ア ニ ン の acid ア ミ ノ acid residues は チ ト ク ロ ム f お よ び P700 と の anti 応 に important で あ る こ と が Ming ら か に な っ た. 3. Light chemistry I reverse 応 center complex の プ ラ ス ト シ ア ニ ン · ド ッ キ ン グ protein と プ ラ ス ト シ ア ニ ン シ の interaction を Ming ら か に す る subject... The cDNA cdna of this protein is spread over ニ ロ ニ グとシ グとシ ケ シ シ グを グを finished た.

项目成果

Hibino,T.,B.Lee&T.Takabe: "Characterization of Precursor Plastocyanin Expressedin in Escherichia coli" Research in Photosynthesis II. 7. 519-522 (1992)

日比野,T.,B.Lee

Ishikawa,H,T.Hibino&T.Takabe: "Subunit Composition of Cucumber PSI Complex that Catalyzes Electron Transfer from Plastocyanin to Ferredoxin" Research in Photosynthesis I. 4. 625-628 (1992)

石川,H,T.日比野