2017 Fiscal Year Annual Research Report
Structural basis of energy transduction mechanism in the respiratory terminal enzymes.
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15K07029
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| Research Institution | University of Hyogo |
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Principal Investigator |
村本 和優 兵庫県立大学, 生命理学研究科, 准教授 (50305679)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 生物物理 / ナノバイオ / 蛋白質 / 酵素 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
呼吸鎖電子伝達系末端酵素ファミリーの構造機能比較からエネルギー変換機構の普遍的構造基盤、ならびにエネルギー効率と機能多様性を決定する構造要因を解明することを目的として、おもに4つのタイプ（チトクロムaa3 タイプO2還元酵素(aa3)、チトクロムcbb3タイプO2還元酵素(cbb3)、チトクロムc 依存性NO還元酵素(cNOR)、キノール依存性NO還元酵素NOR (qNOR)）の構造機能解析を進めた。
aa3の構造解析：休止酸化型と還元型との構造変化を1.5/1.6Å分解能で決定し、論文発表した。酸化型触媒部位への阻害剤シアン化物イオンの結合様式を2.0Å分解能で決定し、論文発表した。酸化型触媒部位への阻害剤アジ化物イオンの結合様式を1.85Å分解能で決定した。aa3中のイオンに結合するアミノ酸残基のpKa計算を行った。aa3に結合する脂質分子の1.3Å分解能での構造解析を進めた。cbb3の機能解析：cbb3と電子供与体チトクロムc4を単離精製した。cbb3によるチトクロムc4の酸化速度とaa3によるチトクロムcの酸化速度を比較解析した。cNORの機能解析：cNORと電子供与体チトクロムc551およびアズリンを単離精製した。cNORによる電子供与体の酸化速度を測定し、速度論的パラメーターを決定した。cNORとの結合に関与すると予想されるチトクロムc551表面のアミノ酸残基の変異体を作製した。qNORの構造機能解析：活性型qNORの単離精製方法を改良した。メナジオールを電子供与体としたqNORによるNO消費速度を測定し、速度論的パラメーターを決定した。キノールアナログ分子による阻害様式および阻害定数を決定した。qNORの膜電位形成機能に関する論文を発表した。X線結晶解析により3.5Å分解能の電子密度を得た。呼吸鎖電子伝達系末端酵素ファミリーの構造比較解析：プロトン輸送経路の構造的特徴を分子表面構造計算により9つの酵素について比較した。
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[Journal Article] Characterization of the quinol-dependent nitric oxide reductase from the pathogen Neisseria meningitidis, an electrogenic enzyme.2018
Author(s)
Gonska N, Young D, Yuki R, Okamoto T, Hisano T, Antonyuk S, Hasnain SS, Muramoto K, Shiro Y, Tosha T, Adelroth P.
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Journal Title
Scientific Reports
Volume: 8
Pages: 3637
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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