青色発色する金属複合体植物色素の構造解析

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目的: 本研究では、金属複合体を形成する植物花弁中の青色色素(ツユクサ、ヤグルマギク、サルビア)の構造を、X線結晶構造解析により原子レベルで明らかにする。最近、我々はヤグルマギク色素が分子量約9000Daの複合体であり、単独では赤いアントシアニンに鉄、マグネシウム、カルシウムの3種類の金属イオンとフラボンと呼ばれる有機物(ゴピグメント)が結合した構造をとることで青色を発色していることを示した(Structure of the blue conflower pigment, Shiono, M., Matsugaki, N., and Takeda, K., Nature 436,791,2005)。ツユクサ,サルビアについて高分解能のX線結晶構造解析を試み、立体構造を明らかにするとともに、発色機構や安定性と構造との関連について共通性と特異性を見出す。成果: ツユクサ青色色素の超高分解能構造解析ツユクサ色素結晶の回折データ収集を、高エネルギー加速器研究機構放射光施設(フォトンファクトリー)で行った。波長0.7オングストロームを用い、分解能0.7オングストロームを越える超高分解能の回折データの収集に成功した。ツユクサ色素はこれまでマグネシウムイオン2個とアントシアニン、フラボンそれぞれ6分子で複合体をつくるとされていたが、色素の外側に更に2個のマグネシウムイオンが存在することが明らかになった。ツユクサは結晶化条件いより、monoclinic, trigonal, rhombohedralなど異なる結晶系で結晶化するが、外側の2個のマグネシウムイオンの配位の仕方がそれぞれ異なる。また、アントシアニン中のマロン酸が構造的に揺らいでいることが明らかになった。