Structural and functional analysis of Chlorophyllide a oxidoreductase

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K06716
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 44030:Plant molecular biology and physiology-related
• Research Institution: Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology
• Principal Investigator: Sumida Tomomi 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 海洋機能利用部門(生命理工学センター), 副主任研究員 (00746331)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 塚谷 祐介 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 超先鋭研究開発部門(超先鋭研究プログラム), 副主任研究員 (10421843)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: 光合成 / 色素合成酵素 / バクテリオクロロフィル

Outline of Final Research Achievements

Chlorophyllide a oxidoreductase (COR) is a divinyl reductase that play a role in the late step of bacteriochlorophyll biosynthesis. In this study, we purified the recombinant COR enzyme and analyzed it with X-ray crystallography and cryo-EM. However the high resolution images were not obtained, we used AlphaFold2 to predict the structure. We constructed the docking model for COR with substrate. Based on this information, we try to elucidate the substrate recognition and catalytic mechanisms of COR.

Free Research Field

分子生物学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

CORの反応メカニズムの解明は、これまでの研究において酵素学的なアプローチからも触媒残基の同定には至っていない。CORの立体構造解析から、CORによる色素生合成メカニズムの直接的な知見を得ることができれば、触媒残基や認識サイトの改変も可能となり、異なる吸収波長を持つ任意のバクテリオクロロフィル形成酵素の作製や、ニトロゲナーゼ類似酵素ファミリーに属する酵素間の比較から、多重結合を還元する共通の反応メカニズムを解明出来るだけでなく、共通祖先からの進化の過程を議論することが可能となるため学術的意義は大きい。