2019 Fiscal Year Annual Research Report
Elucidation of reaction mechanism of hydrogenase by neutron crystallography
| Project/Area Number |
16K07283
|
|---|
| Research Institution | National Institutes for Quantum and Radiological Science and Technology |
|---|
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, 量子生命科学領域, グループリーダー(定常) (50391248)
|
|---|
| 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, 量子生命科学領域, 上席研究員(定常) (50354890)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2020-03-31
|
| Keywords | タンパク質 / 立体構造 / X線・中性子 / 水素 |
|---|
| 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。
今年度は前年度までに実施した嫌気環境における還元型結晶の凍結法の検討を継続し、放射光施設で取得したＸ線回折データにおける結晶のモザイク性を比較した。その結果、液体窒素中で凍結した結晶に比べ、吹付型冷却装置のノズルを嫌気チャンバー内に挿入し気流下で結晶の方が、結晶の方位に寄らず一定したモザイク性が低いことを確認できた。この結果を国際誌に原著論文として投稿し、現在査読中である。
酸化型結晶については、これまでに2つの不活性状態（Ni-AおよびB）が混合していることを確認していたが、そのうちのNi-A状態において一部欠落していたNi原子が活性中心の異なる場所に存在していることを異常分散効果を考慮したＸ線構造解析により明らかにした。また、高分解能Ｘ線回折データを用いて結合距離および角度の束縛を緩めた精密化を実施し、プロトン化状態の理解を補佐する情報を取得した。これらの知見に基づき、酸化型の中性子構造解析をやり直し、構造精密化をほぼ完了した。
|
Research Products
(4 results)
