2000 Fiscal Year Annual Research Report
高活性型ルビスコの開発を目指した二酸化炭素固定の分子機構解明
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10305065
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
甲斐 泰 大阪大学, 大学院・工学研究科, 教授 (40029236)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
望月 衛子 大阪大学, 大学院・工学研究科, 教務職員 (10150335)
金久 展子 大阪大学, 大学院・工学研究科, 講師 (20177538)
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| Keywords | X線結晶構造解析 / 炭酸固定酵素 / ルビスコ / 迅速X線回折計 / 蛋白質複合体 / 蛋白質の結晶化 |
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| Research Abstract |
平成11年度は、ECM-(2-CABP)複合体にさらに6-PGが結合したECM-(6-PG)-(2-CABP)複合体、及びECM-(2-CABP)複合体の金属活性中心をMg^<2+>からMn^<2+>に置き換えたEC-Mn^<2+>-(2-CABP)複合体の結晶構造解析を行った。6-PGが結合することによって、高等植物にみられる炭酸固定活性のホールオーバー現象が消失する。また活性中心がMg^<2+>からMn^<2+>に置き換わることによって、炭酸固定活性が大幅に低下する。これらの分子機構を酵素の三次元構造に基づいて明らかにすることを目的とした研究を行った。Galdieriaルビスコは、これまで知られているルビスコの中では最も炭酸固定能の高いものであるため、その高分解能構造解析が必要である。そのために、平成12年度は、これまで明らかにしたECM-(2-CABP)複合体の構造と比較する目的で、酵素そのもの(E)の構造解析を進めた。現在までの実験で、酵素そのもの(E)の良好な単結晶の成長に成功し、X線回折実験を進めたところ、SO_4^<2->基がCABPのP1結合部位に結合していることが明らかとなった。さらに、活性部位の開閉に直接関係するループ6が閉じていることが見出され、P1結合部位の活性発現に果たす役割が分子構造に基づいて解明された。
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[Publications] K.Umemura, et al.: "The Role of Structural Intersubunit Microheterogeneity in the Regulation of the Activity in Hysteresis of Ribbulose 1,5-Bisphosphate Carboxylase/Oxygenasel"J.Biochem..,. 128,. 4591-599 (2000)
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[Publications] T.Shiba, et al.: "Crystallization and preliminary X-ray analysis of a bacterial lysozyme produced by steptomyces globisporus"Acta.Cryst.,. D56,. 1462-1463 (2000)
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[Publications] G.Kurisu, et al.: "Structure of the zinc-binding site in the crystal structure of a zinc endoprotease from Streptomyces caespitosus at 1 Å resolution "J.of inorganic Biochemistry. 82,. 225-228 (2000)
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[Publications] Y.Kai, et al.: "Three-Dimensional Structure of Phosphoenolpyruvate Carboxylase : A Proposed Novel Mechanism fro Allosteric Inhibition"Proc.Natl.Acad.Sci.USA,. 96,. 823-828 (1999)
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[Publications] H.Sugawara, et al.: "Crystal Structure of Carboxylase reaction-oriented ribulose 1,5-bisphosphate carboxylase/oxygenase from a thermophilic red alga, Caldieria partita"J.Biol.Chem.,. 274,. 15655-15661 (1999)
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[Publications] H.Matsumura, et al.: "Plausible phosphoenolpyruvate binding site revealed by 2.6 Å structure of Mn2+-bound phosphoenolpyruvate carboxylase from Escherichia coli"FEBS LETT.,. 458,. 93-96 (1999)
