膜面新規ヘム鉄の役割解明を目指す高等植物チトクロムb6f複合体のX線構造解析

高等植物细胞色素b6f复合物的X射线结构分析旨在阐明新型血红素铁在膜表面的作用

基本信息

批准号：
19036003
负责人：
栗栖源嗣
金额：
$ 4.35万
依托单位：
The University of Tokyo
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：
2007
资助国家：
日本
起止时间：
2007 至 2008
项目状态：
已结题

项目摘要

シトクロムbc複合体は、b型チトクロム、c型チトクロム、鉄硫黄タンパク質を含む複数のサブユニットから構成され、電子伝達に共役したプロトン輸送を行う膜タンパク質複合体である。チトクロムbc複合体には、構造研究が豊富なミトコンドリア型bc1複合体の他に、b6f複合体と呼ばれる植物型、好気的に生育する細菌が持つ細菌型bc1複合体が存在している。我々は光合成電子伝達における循環電子伝達と膜面新規ヘム鉄との関係に着目している。循環電子伝達は鉄硫黄型反応中心である光化学系I複合体とシトクロムb6f複合体の間で起こる反応である。光化学系I複合体は緑色硫黄細菌など酸素発生を伴わない光合成細菌から進化してきたことがわかっているので、光合成硫黄細菌Chlorobium tepidumが持つ光合成反応中心とFNR、シトクロムbc1複合体にも着目し、並行して構造研究を行っている。C. tepidum FNRについては2.2オングストローム分解能で構造解析に成功した。我々は、結核菌など感染症の原因となる細菌の代謝系にも着目して研究を展開してきた(Inaoka 2008)。我々は、結核菌M.tuberculosis由来チトクロムclcサブユニットの可溶性ドメインをクローニングし、大腸菌で大量発現させ精製した組換え体サンプルを用いて結晶構造解析を行った。その結果、解離会合を繰り返すミトコンドリア型の可溶性チトクロムcとは、全く異なる様式でチトクロムc酸化酵素へ直接電子伝達する構造基盤が明らかになった。また、膜界面における効率の良い電子伝達を支える膜タンパク質複合体同士による超複合体形成に関しても、構造上の新しい知見を得ることが出来た。

细胞色素BC复合物是一种由多个亚基组成的膜蛋白复合物，包括B型细胞色素，C型细胞色素和铁硫蛋白，并与电子传输结合，是一种膜蛋白络合物，可携带蛋白质转运。除了在结构研究中丰富的线粒体BC1复合物外，细胞色素bc络合物还包含一种称为B6F复合物的植物类型，该植物是一种细菌BC1复合物，是有氧细菌所具有的细菌BC1复合物。我们专注于光合电子传递中循环电子传递与新型血红素铁之间的关系。环状电子转移是在光系统I配合物（即铁硫型反应中心）和细胞色素B6F复合物之间发生的反应。众所周知，光系统I复合物是从不涉及氧气产生的光合细菌（例如绿色硫细菌）演变而来的，因此我们还专注于光合作用细菌的光合作用反应中心，FNR，FNR，FNR和细胞染料BC1 Complexs和CytoCrome BC1 Complexs，以及正在进行的结构研究。 tepidum fnr的结构分析成功地以2.2埃的分辨率进行。我们还进行了研究，重点是引起传染病（例如结核分枝杆菌）的细菌的代谢系统（Inaoka 2008）。我们从结核分枝杆菌中克隆了细胞色素CLC亚基的可溶结构域，并使用重组样品进行了晶体结构分析，这些样品通过大肠杆菌中的质量表达纯化。结果，据表明，直接电子转移到细胞色素C氧化酶的结构基础与线粒体可溶性细胞色素C的方式完全不同，后者反复进行解离关联。此外，关于在膜界面上支持有效电子转移的膜蛋白复合物之间形成超复合物的新结构发现。