呼吸鎖電子伝達系を構成する酵素複合体シトクロムｂｄの構造および機能解析

本研究課題は呼吸鎖複合体であるシトクロム bd の結晶構造を明らかにし、酸素の少ない低酸素 (微好気) 条件下で特異的に作用するメカニズムの解明を目指すものである。申請者は精力的にシトクロム bd複合体結晶の分解能の向上に努めていた。その矢先、シトクロム bd の結晶構造決定が欧州のグループよりなされ、栗栖教授との話合いの結果、今後のキャリア形成に向け前向きな方針修正を行った。初年度途中より、緑藻が持つ新規なアンテナタンパク質（SCP）の結晶構造解析を中心的に進めることとなった。SCP は膜タンパク質であり、シトクロム bd 複合体と同様に結晶の高分解能化を課題としている。そこで、申請者はシトクロム bd 複合体で培った手法をフルに適応し、SCP 結晶の分解能の向上を目指した。その結果、本申請期間内にX線回折測定において回折像の最高到達点が 20 オングストローム分解能から 4.8 オングストローム分解能の高分解能化に導いた。本最終年度では、2 年めに引き続き SCP の再結晶化法による高分解能化と SCP の高純度化を目的とした再構成法の確立を行った。さらに平行して、本申請課題で進めていたシトクロム bd 複合体の 5.2 オングストローム分解能のフルデータの収集にも成功し、構造精密化後に既存の構造と比較した。モデル分子は、すでに結晶構造が報告されたシトクロム bd 分子を用い、分子置換法により初期位相の決定を行った。得られた初期位相を用いて、精密化および構造構築を進め、既知のシトクロム bd との構造比較を行ったところ、新たな構造知見を見出すことは出来なかった。

本研究課題は呼吸鎖複合体であるシトクロム bd の結晶構造を明らかにし、酸素の少ない低酸素 (微好気) 条件下で特異的に作用するメカニズムの解明を目指すものである。申請者は精力的にシトクロム bd複合体結晶の分解能の向上に努めていた。その矢先、シトクロム bd の結晶構造決定が欧州のグループよりなされ、栗栖教授との話合いの結果、今後のキャリア形成に向け前向きな方針修正を行った。初年度途中より、緑藻が持つ新規なアンテナタンパク質（SCP）の結晶構造解析を中心的に進めることとなった。SCP は膜タンパク質であり、シトクロム bd 複合体と同様に結晶の高分解能化を課題としている。そこで、申請者はシトクロム bd 複合体で培った手法をフルに適応し、SCP 結晶の分解能の向上を目指した。その結果、本申請期間内にX線回折測定において回折像の最高到達点が 20 オングストローム分解能から 4.8 オングストローム分解能の高分解能化に導いた。本最終年度では、2 年めに引き続き SCP の再結晶化法による高分解能化と SCP の高純度化を目的とした再構成法の確立を行った。さらに平行して、本申請課題で進めていたシトクロム bd 複合体の 5.2 オングストローム分解能のフルデータの収集にも成功し、構造精密化後に既存の構造と比較した。モデル分子は、すでに結晶構造が報告されたシトクロム bd 分子を用い、分子置換法により初期位相の決定を行った。得られた初期位相を用いて、精密化および構造構築を進め、既知のシトクロム bd との構造比較を行ったところ、新たな構造知見を見出すことは出来なかった。