2023 Fiscal Year Research-status Report
放射光と中性子の連携利用による電子伝達タンパク質の精密構造解析
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20K06523
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
三木 邦夫 京都大学, 理学研究科, 名誉教授 (10116105)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
藤橋 雅宏 京都大学, 理学研究科, 助教 (10397581) [Withdrawn]
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)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2025-03-31
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| Keywords | 電子伝達タンパク質 / 精密構造解析 / 中性子線回折 / 放射光Ｘ線回折 / 電荷密度解析 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
電子伝達タンパク質を対象に，放射光X線と中性子線の併用によって，両者の特徴を活かして融合させた高分解能・高精度の精密構造解析を行い，それぞれのタンパク質での電子伝達機構に直接かかわる水素原子や外殻電子の挙動を明らかにすることを目指した．
光合成細菌で反応中心複合体への電子伝達を担う高電位鉄イオウタンパク質（HiPIP）については，これまで得られた中性子回折データを用いた精密化を行った．構造精密化プログラム，SHELXLを用いて水素原子を含めた構造精密化を行い，0.9A分解能の中性子構造を明らかにした．また，同一結晶を用いて，SPring-8のBL41XUにおいて波長0.35AでのX線回折データ測定を行い，0.56A分解能のX線データの取得に成功した．これらの結果，タンパク質中の水素原子の分極を明らかにして，このタンパク質の重要な機能である酸化還元反応の新たな側面を理解することが可能になった．
肝ミクロソームの電子伝達系ではたらくNADH-シトクロムb5還元酵素（b5R）については，論文作成に向けて酸化還元タンパク質におけるヒドリドおよびプロトン移動反応について研究動向を調査し，b5Rにおける移動反応に重要な立体構造の要因を検証した．また，b5Rの電子伝達パートナーであるシトクロムb5については，酸化型の良質な大型結晶を得ることに成功し，研究用原子炉JRR-3における中性子回折実験を行い，1.8A分解能の回折点を確認することができた．
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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
コロナ禍の影響による当初計画からの遅れは，回折データ測定などについて，研究計画の実施方法の修正なども行った結果，概ね取り戻すことができた．
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| Strategy for Future Research Activity |
当初の研究計画を遂行して，研究目的を達成できるよう，実験内容の修正，調整も行って，円滑に研究を推進する．
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| Causes of Carryover |
放射光や中性子の施設を利用する実験については，完全には計画通りに遂行できていないところが一部あり，放射光および中性子実験のために計上していた経費は次年度も継続して使用することとした．成果取りまとめ（論文作成）に向けた内外学会での情報収集を継続するため，次年度も旅費などを使用する．これまで，研究代表者・分担者間の研究打合せを複数回にわたり対面で実施したが，成果取りまとめのために，次年度も継続して研究打合せの経費を使用する．
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