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複合体結晶構造解析で明らかにする高等植物に特有な光還元力分配システムの構造基盤

复杂晶体结构分析揭示高等植物特有的光还原配电系统的结构基础

基本信息

批准号：
17687008
负责人：
栗栖源嗣
金额：
$ 19.3万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (A)
财政年份：
2005
资助国家：
日本
起止时间：
2005 至 2007
项目状态：
已结题

项目摘要

フェレドキシン(Fd)は光化学系1複合体から電子を受け取り、解離会合を繰り返しながら、炭素、窒素、硫黄の各代謝系へ光還元力を分配する電子伝達蛋白質である。改変体を用いた相互作用解析から、電子を受け取る側のFd依存性酵素は、各々Fdの異なったアミノ酸残基を認識していることが判っている。私は、電子伝達複合体の形成が光還元力の分配機構と密接に係わっていると考えており、電子伝達複合体の構造研究を進めてきた。平成18年度までにFdが係わる電子伝達複合体の2つ目の構造として、硫黄同化に働く亜硫酸還元酵素(SiR)とFdとの複合体結晶構造解析に成功した。平成19年度には、光合成電子伝達がチラコイド膜に還流する循環電子伝達の分子経路の候補である、シトクロムb_6f複合体とFdとの複合体構造解析に取り組んだ。高等植物のシトクロムb_6f複合体の精製方法は確立しているが、サブユニットの一つとして結合しているFd-NADP^+還元酵素(FNR)の結合比率が1:0.8程度と低く、Fdとの複合体状態はもとより、b_6f複合体単体の結晶化にも成功することが出来なかった。この問題を解決するには、FNR結合の構造基盤を解明し、より安定で均一なシトクロムb_6f複合体の調整法を確立する必要性が指摘された。そこで、トウモロコシの葉緑体中に存在する、膜結合型、可溶型のFNR分子種を結晶解析し、N末端20残基の構造が膜結合性と可溶性を規定している構造基盤を指摘することができた。この構造基盤をもとに、現在、シロイズナズナ(Arabidopsis thaliana)を用いて組換え体を導入し、膜結合性の構造基盤を確認中である。今後は、膜結合性の組換え体を精製中に適宜加える事で、FNRの結合比率を確保し、結晶化を試み続ける予定である。

Photochemical system 1 complex: electron transfer, dissociation, recombination, photoreduction, energy distribution, electron transfer to protein. Fd-dependent enzymes on the side of the electron receptor are used to analyze the interaction between the modified body and the acid residues of each Fd. The formation of optical and electron transfer complexes, the distribution mechanism of optical and electron transfer forces, and the structure of optical and electron transfer complexes are studied. In 2018, the crystal structure analysis of Fd complex and sulfur assimilation enzyme (SiR) was successfully performed. In 2019, the candidate for molecular pathway of photosynthetic electron transfer and cyclic electron transfer was selected for structural analysis of b_6f complex and Fd complex. A method for purification of b_6f complex from higher plants was developed to establish a low binding ratio of Fd-NADP^+ reductase (FNR) to 1:0.8, and to crystallize b_6f complex. To solve this problem, it is necessary to clarify the structural basis of FNR combination and establish the adjustment method of uniform B_6f complex. The structure of the N-terminal 20 residues, membrane-bound and soluble FNR molecular species, and the structure of the membrane-bound and soluble FNR molecular species in chloroplasts are described. The structural base plate is now in the process of being introduced into the structural base plate of membrane bonding. In the future, the composition of the film is refined, the bonding ratio of FNR is ensured, and the crystallization is tested.

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Structural Basis for the distinctive subchloroplast location of three maize leaf ferredoxin:NADPH oxidoreductases

三种玉米叶铁氧还蛋白独特叶绿体下位置的结构基础：NADPH氧化还原酶

DOI：
发表时间：
2007
期刊：
影响因子：
0
作者：
N. Muraki;G.T.Hanke;T.Shiba;T.Hase;G.Kurisu
通讯作者：
G.Kurisu

Binding Sites of lipophilic quinine and quinine analogue inhibitors in the cytochrome b_6f complex of oxygenic photosynthesis

产氧光合作用细胞色素 b_6f 复合物中亲脂性奎宁和奎宁类似物抑制剂的结合位点

DOI：
发表时间：
2005
期刊：
Biochem., Soc., Trans. 33
影响因子：
0
作者：
Cramer;W.A.;Zhang;H.;Yan;J.;Kurisu;G.;Smith;J.L.;栗栖源嗣;J.Yan et al.;G.Kurisu et al.;W.A.Cramer et al.
通讯作者：
W.A.Cramer et al.

光合成タンパク質の形から知る植物の賢さ

从光合蛋白质的形状了解植物的聪明才智

DOI：
发表时间：
2006
期刊：
生命誌 45-48
影响因子：
0
作者：
Cramer;W.A.;Zhang;H.;Yan;J.;Kurisu;G.;Smith;J.L.;栗栖源嗣
通讯作者：
栗栖源嗣

Three Maize Leaf Ferredoxin : NADP(H) Oxidoreductases Vary in Subchloroplast Location, Expression, and Interaction with Ferredoxin

三种玉米叶铁氧还蛋白：NADP(H) 氧化还原酶在叶绿体下的位置、表达以及与铁氧还蛋白的相互作用方面有所不同

DOI：
发表时间：
2005
期刊：
Plant Physiol. 139
影响因子：
0
作者：
Cramer;W.A.;Zhang;H.;Yan;J.;Kurisu;G.;Smith;J.L.;栗栖源嗣;J.Yan et al.;G.Kurisu et al.;W.A.Cramer et al.;W.A.Cramer et al.;S.Okutani et al.
通讯作者：
S.Okutani et al.

高校生のための東大授業ライブ

面向高中生的东京大学直播课程

DOI：
发表时间：
2007
期刊：
影响因子：
0
作者：
Cramer;W.A.;Zhang;H.;Yan;J.;Kurisu;G.;Smith;J.L.;栗栖源嗣;J.Yan et al.;G.Kurisu et al.;W.A.Cramer et al.;W.A.Cramer et al.;S.Okutani et al.;栗栖源嗣
通讯作者：
栗栖源嗣