2023 Fiscal Year Annual Research Report
Shooting Molecular Movies of Enzyme Reactions
| Project Area | Non-equilibrium-state molecular movies and their applications |
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19H05780
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| Research Institution | Tottori University |
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Principal Investigator |
永野 真吾 鳥取大学, 工学研究科, 教授 (60286440)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
中津 亨 和歌山県立医科大学, 薬学部, 教授 (50293949)
溝端 栄一 大阪大学, 大学院工学研究科, 講師 (90571183)
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| Project Period (FY) |
2019-06-28 – 2024-03-31
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| Keywords | 高速分子動画 / 2-オキソグルタル酸依存性ジオキシゲナーゼ / ディールスアルダー反応 / 発光タンパク質 / RuBisCO |
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| Outline of Annual Research Achievements |
代表の永野は立体選択的にディールスアルダー反応を行う酵素Fsa2の生成物メチル化体エキセチンが結合した結晶構造を決定した。この結晶構造で明らかになったエキセチンのテトラミン酸やディールスアルダー反応によって結合するジエンとジエノフィルの位置が，分子動力学シミュレーションgRESTによって提案されていた基質結合ポーズとほぼ一致していた。この結果は基質非結合型の結晶構造とそれに基づいた分子動力学シミュレーションによって推定した立体選択的なディールスアルダー反応のメカニズムの正しさを裏付けるものであった。また，嫌気的に作製したタウリン水酸化酵素の基質および金属結合型微結晶を酸素飽和溶液と混合して反応過程を追跡する実験を行ったが，酸化活性種の生成などを捉えることはできなかった。
分担者の中津らは、マグネシウム複合体結晶の構造解析の結果、マグネシウムが１個結合した構造が明らかとなり、カルシウムが発光反応を誘引する構造変化に必要である機構を解明することができた。さらに理論計算により、酸化反応に伴う電子移動の機構を推定することができた。
また，分担者の溝端らはRubiscoについて，SACLAにて活性型リガンドフリーRubiscoの微結晶に基質RuBPを添加して触媒反応を誘起後の遅れ時間（Δt）160 msと90 msにおいてTR-SFXのデータ測定を測定して構造解析を行った。また、RuBPにCO2が結合する触媒反応過程を解析するための試料調製のため、活性型Rubisco-RuBP複合体の結晶化条件を引き続き探索した。一方、蛍光タンパク質の光異性化メカニズムをTR-SFXによって解明するため、微結晶化条件を確立し、TR-SFXデータを収集した。
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| Research Progress Status |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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