2017 Fiscal Year Annual Research Report
Structural analysis of cytochrome bd oxidase complex with substrate
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15K18488
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
仲庭 哲津子 大阪大学, 蛋白質研究所, 特別研究員(RPD) (80569070)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 呼吸鎖複合体 / シトクロム末端酸化酵素 / 構造生物学 / 膜タンパク質複合体 / 結晶構造解析 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、呼吸鎖電子伝達系の主要な膜蛋白質群である膜蛋白質複合体シトクロムbd（Cytbd）と基質との新規な複合体構造を高分解能で決定し、低酸素条件下という特異的な環境で働くCytbd の電子伝達機構の詳細を原子レベルで解明することを目的とする。
申請者は、すでに Cytbd 複合体の結晶を得ており、6オングストローム分解能の回折強度データを収集しているが、詳細な反応メカニズムの解明には、基質結合部位のより高分解能での構造決定が必須である。しかしながら申請者が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矢先、シトクロム bd 単体の結晶構造決定が欧州のグループよりなされた（3.05オングストローム分解能）。そこで、本研究では基質との複合体結晶のさらなる高分解能構造決定（3オングストローム分解能以上）を目指し、基質との高品質共結晶の作製ならびに得られた高品質結晶の損傷を抑えた回折強度測定に向けた解決策を実施した。本年度も昨年度に引き続き Cytbd 複合体のさらなる均一化を目的とした基質複合体の高分解能結晶の作製に着手した。
本年度はこれまで数種類の界面活性剤のスクリーニングによって得られた選抜条件を用い、Cytbd 複合体結晶を量産した。得られた結晶を用いて、再結晶化に取り組み、より純度の高い結晶を作製した。そこで得られた結晶は回折データ測定時の扱いによる損傷を回避するために、抗凍結剤の最適化ならびに結晶凍結時の脱水法の検討を重ねた。その結果、結晶凍結時の脱水効果で基質複合体結晶の最高回折分解能は 6オングストロームから 4.8オングストロームへ向上した。その回折強度データを収集し、分子置換による初期位相の決定ならにに構造構築、精密化を行った。しかしながら基質部分の電子密度部分など新規な構造知見をを得るには至らなかった。
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