NADH‐キノン酸化還元酵素(呼吸鎖複合体I)の構造プロテオミクス

2004 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 16770085
• Research Institution: The Institute of Physical and Chemical Research
• Principal Investigator: 竹田 一旗 独立行政法人理化学研究所, 三木生物超分子結晶学研究室, 協力研究員 (30332290)
• Keywords: NADH-キノン酸化還元酵素 / NQO-5 / 結晶構造 / 呼吸鎖複合体I / サブユニット

Research Abstract

NADH-キノン酸化還元酵素(呼吸鎖複合体I)は呼吸鎖複合体のひとつとして酸化的リン酸化の中枢を担う生命活動に大変重要な酵素であり、43個のサブユニットからなる分子量約1000KDa(哺乳動物由来)の巨大な蛋白質複合体である。本研究では酵素全体の詳細な分子構造の解明を最終目標にし、結晶化や構造解析の困難な多数のサブユニットからなる巨大な蛋白質複合体であることを考慮して、膜外ドメインを中心とした個々のサブユニットの網羅的な結晶構造解析を行っている。
バクテリア由来の本酵素に含まれる14個のサブユニットは最も重要な最小基本単位と考えられている。そこで、これまでに精製や結晶化が比較的容易だと考えられる高度好熱菌由来のサブユニットの結晶化を試み、複数のサブユニットの結晶化に成功した。そのうち、サブユニットNQO-5は、NADH-キノン酸化還元酵素の膜外ドメインに位置し、すべての生物種のNADH-キノン酸化還元酵素に含まれている重要なサブユニットであるが、これまで構造が全く明らかとなっていなかった。本研究により、1.65Å分解能の高精度な結晶構造を大型放射光施設SPring-8のX線を利用して決定することができ、新規な構造ファミリーに属することが明らかとなった。また、結晶化に成功した他のサブユニットに関しても位相決定や高品質な結晶の作成を行っている最中であり、それらのサブユニットの詳細な分子構造から機能に密接に関連した多くの知見を得る予定である。