光合成アンテナ系の構造解析

光合天线系统结构分析

• 批准号: 15J02413
• 负责人: 丹羽 智美
• 金额: $ 1.54万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2015
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2015-04-24 至 2018-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-15J02413/
• 关键词: タンパク質

この研究では高等植物の光合成アンテナタンパク質であるLHC-IIを研究対象としていた。しかし、良質な結晶を再現良く得ることは困難であった。そこで、LHC-IIと同様にポルフィリン環化合物を結合した膜タンパク質であるヘムA合成酵素を利用し、実験手法の確立を目指すことにした。まず、結晶化の条件を探索した。この結果、大きさが最大で20マイクロメートル程度の結晶を比較的再現良く得ることができる条件を見つけることができた。次に、得られた結晶を用いてX線回折実験をおこなった。このとき、微結晶からデータセットを収集する方法を検討した。これにより、一つの結晶から2.2オングストローム分解能のフルデータを収集することができた。この分解能は結晶サイズから想定されるよりもはるかに高く、また、反応に関わる水分子やアミノ酸側鎖を明瞭に観察することができるものである。さらに、重原子誘導体を作成し、データ収集をおこなった。得られたデータを用いて位相計算をおこなった結果、膜貫通ヘリックスを明瞭に観察できるような初期位相を得ることに成功した。しかしながら、こうして得られた初期位相は分解能と位相精度が低く、そのままでは分解能相応の構造を得るのが難しい状況であった。そこで、比較的精度の低い位相を拡張し、モデルバイアスをなるべく抑えたまま高分解能の電子密度を得る方法を検討した、この結果、ヘムA合成酵素の高分解能構造解析に成功した。今回得られた構造は新規構造であり、これまで不明であった基質結合部位の構造や、補因子と基質との位置関係といった情報を得ることができた。また、触媒残基を推定し、新規な反応機構を提案することができた。現在、成果をまとめた論文を執筆中である。

This research is aimed at the photosynthesis of higher plants. It is difficult to achieve good results when good quality crystals are reproduced. The use of LHC-II and its analogues in the synthesis of A enzymes To explore the crystallization conditions. The result of this is that the maximum is 20. The degree of crystallization is relatively good. The condition is good. X-ray diffraction The method of micro-crystallization is discussed. This is the first time that a single crystal has been formed. The decomposition of these molecules can be observed in the presence of crystals, molecules, and acids. A heavy atom inducer is produced. The results of the calculation of the initial phase of the film are clear. The initial phase resolution energy and phase accuracy are low, and the phase resolution energy and phase structure are difficult to obtain. The method for obtaining electron density of high decomposition energy was discussed. The results showed that the structure analysis of high decomposition energy of A synthase was successful. The structure of the matrix binding site is unknown, and the matrix positional relationship is unknown. A new proposal for a catalyst residue Now, the results are in writing.

项目成果

ヘムA合成酵素のX線結晶構造解析

血红素A合酶的X射线晶体结构分析

• 发表时间: 2016
• 作者: Ohno Hiraku;Takeda Kazuki;Niwa Satomi;Tsujinaka Tomotaka;Hanazono Yuya;Hirano Yu;Miki Kunio;丹羽智美，小野真嗣，小杉正幸，茂木立志，北潔，竹田一旗，三木邦夫
• 通讯作者: 丹羽智美，小野真嗣，小杉正幸，茂木立志，北潔，竹田一旗，三木邦夫