2018 Fiscal Year Research-status Report
中性子結晶構造解析によるヒドロゲナーゼの水素合成・分解機構の全容解明
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16K07283
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| Research Institution | National Institutes for Quantum and Radiological Science and Technology |
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Principal Investigator |
玉田 太郎 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 高崎量子応用研究所 東海量子ビーム応用研究センター, 上席研究員(定常) (50391248)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
栗原 和男 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 高崎量子応用研究所 東海量子ビーム応用研究センター, 上席研究員(定常) (50354890)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | タンパク質 / 立体構造 / X線・中性子 / 水素 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ヒドロゲナーゼは水素の合成・分解を両方向に触媒する酵素であり、その特徴的な機能に基づいた化石燃料に代わるクリーンエネルギーの創製が期待されてい
る。ヒドロゲナーゼの反応機構を真に理解するためには、反応中の各状態の水素原子を直接観測することが必須であるため、本申請研究では中性子を中核に据
え、X線を相補的に組み合わせた構造解析から全原子構造情報を高精度に取得することを目的としている。
今年度は、前年度に収集した還元型（活性状態：Ni-R型）の2.1Å分解能の中性子回折データの構造精密化を同一結晶から取得した1.0Å分解能程度のX線回折データを組み合わせて実施した。その結果、若干酸化型（不活性状態：Ni-A型）が混在した状態の構造であることが判明した。そこで、還元剤を添加した溶液に結晶を一定時間浸漬したのちに国内のパルス中性子源J-PARCでの中性子回折実験に供した。その結果、2.0Å分解能での中性子回折データを収集したが、データ処理後の統計値に若干の問題（データの完全性が低い）があった。また、同一結晶から取得したＸ線回折データを用いた構造解析の結果、前年度に取得した結晶に比べて還元状態が進んでいるものの、まだ少しだけ酸化型が混在していることが判明したため、還元剤添加溶液への浸漬時間を長くすることで、還元状態をより進めた結晶を作製した。予備的なＸ線回折実験の結果、Ｘ線回折で判断できる範囲では十分な還元状態であることを確認できたため、この条件下で中性子回折実験に供する大型結晶を作製した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
還元型（活性状態：Ni-R型）制御の知見を取得し、中性子結晶構造解析に目処をつけることが出来た。
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| Strategy for Future Research Activity |
収集済み及び今後取得する還元型の中性子回折データを、同一結晶から取得したＸ線回折データを組み合わせて、構造解析を完了する。
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| Causes of Carryover |
結晶作製が順調のため、当初予定より物品費を要しなかった。
次年度は結晶凍結用の機器購入と成果発表のための国際会議出席の旅費および論文投稿費（英文校閲も含む）に使用する予定である。
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Research Products
(1 results)
