膜ATP合成酵素回転触媒機構の構造生物学

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膜酵素ATP合成酵素(FoF1)は、呼吸鎖がくみ出した水素イオンを膜貫通のFo部分(ab2c8-12)で取り込み、膜外部分F1上でADPとPiからATPを合成する.私たちはFoF1の構造解析を目指しその結晶化を行ってきた。昨年度、decylmaltoside (10M)またはdodecylmaltoside (12M)で可溶化、精製した標品がつくる六角形板状結晶が7A程度の回折模様を示すことをみた。今年度はこの結晶の高質化のための精製、結晶化実験、並びに回折模様の解析を行った。1.結晶の高質化(1)最良と考えていた界面活性化剤10Mと12Mの間に、種々の点で違いがあることがわかった。10Mを用いた場合、(1)イオン交換カラム精製時に狭い塩濃度領域で溶出する、(2)ゲル濾過ではボイド画分に出現しない、という特徴が見られた。一方12Mの場合、(1)イオン交換カラム精製時に広い塩濃度領域(0.4~0.5M)で溶出し、0.4Mで溶出する画分よりも0.5Mで溶出する画分の方が結晶化能が良い,(2)ゲル濾過ではボイド画分に出現にも出現するのでこれを除く事で結晶化能が良くなる、の特徴を確認した。(2)膜からの抽出時共存ヌクレオチドの効果を調べたが、何も加えなかった時と比べて改善は見られなかった。(3)更に最近行っているレーザー光照射による結晶の高質化の実験では、レーザー光照射が結晶化を促進するという予備的結果を得た。2.回折模様の解析回折模様が低分解能で、高いモザイク性(1.5度)を示すため英国MRC子生物学研究Andrew Leslie博士と一緒にMosflmで解析を試みたがindexが不可能であった。蘭国Leiden大学Jan Pieter Abrahams教授と討論したところ、低分解能、高いモザイク性の場合にはMosflmよりもxdsが適していることが教示され、実際xdsを使うとindex、integrationと進んだが、xdsでのビーム位置の与え方が十分に正確でないため,いま少しの試行錯誤が必要である。