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2012 Fiscal Year Final Research Report

Elucidation of the reaction mechanisms for mitochondrial respiratory complex I

Research Project

  • PDF
Project/Area Number 22570122
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Research Field Structural biochemistry
Research InstitutionUniversity of Hyogo

Principal Investigator

ITOH Kyoko (SHINZAWA Kyoko)  兵庫県立大学, 大学院・生命理学研究科, 助教 (70206316)

Project Period (FY) 2010 – 2012
KeywordsX 線結晶解析
Research Abstract

For elucidation of the mechanisms of huge Complex I, locates at the entrance of the mitochondrial respiratory chains, determination of the atomic structure of the whole Complex I is essential. We have established the method for purification of intact Complex I from bovine heart and surveyed the 2-D and 3-D crystallization conditions to provide the crystals of the enzyme complex. The resonance Raman spectra of FMN in purified enzyme were determined, suggest the existence of a mechanism for prevention of spontaneous production of reactive oxygen species.

  • Research Products

    (52 results)

All 2013 2012 2011 2010 Other

All Journal Article (15 results) (of which Peer Reviewed: 14 results) Presentation (36 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Resonance Raman spectral properties of FMN of bovine heart NADH:ubiquinoneoxidoreductase suggesting a mechanism for the prevention of spontaneous production of reactive oxygen species2013

    • Author(s)
      Hikita M, Shinzawa-Itoh K, Moriyama M, Ogura T, Kihira K, Yoshikawa S
    • Journal Title

      Biochemistry

      Volume: 52(1) Pages: 98-104

    • DOI

      DOI: 10.1021/bi3011972

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Reaction mechanism of mammalianmitochondrial cytochrome c oxidase2012

    • Author(s)
      Yoshikawa S, Muramoto K, Shinzawa-Itoh K
    • Journal Title

      Adv Exp Med Biol

      Volume: 748 Pages: 215-236

    • DOI

      DOI:10.1007/978-1-4614-3573-0_9. Review

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] EPR detectionof two protein-associated ubiquinone components (SQ(Nf) and SQ(Ns)) in themembrane in situ and in proteoliposomes of isolated bovine heart complex I2012

    • Author(s)
      Ohnishi T, Ohnishi ST, Shinzawa-Itoh K, Yoshikawa S, Weber RT.
    • Journal Title

      Biochim Biophys Acta

      Volume: 1817(10) Pages: 1803-1809

    • DOI

      DOI:10.1016/j.bbabio.2012.03.032

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Two tyrosylradicals stabilize high oxidation states in cytochrome Coxidase for efficient energy conservation and proton translocation2012

    • Author(s)
      Yu MA, Egawa T, Shinzawa-Itoh K, Yoshikawa S, Guallar V, Yeh SR, Rousseau DL, Gerfen GJ
    • Journal Title

      J Am ChemSoc

      Volume: 134(10) Pages: 4753-4756

    • DOI

      DOI: 10.1021/ja210535w

  • [Journal Article] Structural studies onbovine heart cytochrome c oxidase2012

    • Author(s)
      Yoshikawa S, Muramoto K, Shinzawa-Itoh K, Mochizuki M
    • Journal Title

      Biochim Biophys Acta

      Volume: 1817(4) Pages: 579-589

    • DOI

      DOI: 10.1016/j.bbabio.2011.12.012

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Distinguishing between Cl- and O2(2-) as the bridging element between Fe3+ and Cu2+ in resting-oxidized cytochrome c oxidase2011

    • Author(s)
      Suga M., Yano N., Muramoto K., Shinzawa-Itoh K., Maeda T., Yamashita E., Tsukihara T. and Yoshikawa S
    • Journal Title

      Acta. Crystallogr. D. Biol. Crystallogr

      Volume: 67 Pages: 742-744

    • DOI

      DOI:10.1107/S0907444911022803

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] NMR basis for interprotein electron transfer gating between cytochrome c and cytochrome c oxidase2011

    • Author(s)
      Sakamoto K., Kamiya M., Imai M., Shinzawa-Itoh K., Uchida T., Kawano K., Yoshikawa S. and Ishimori K
    • Journal Title

      Proc. Natl. Acad. Sci. U S A

      Volume: 108 Pages: 12271-12276

    • DOI

      DOI:10.1073/pnas.1108320108

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Radical formation in cytochrome c oxidase2011

    • Author(s)
      Yu MA, Egawa T., Shinzawa-Itoh K., Yoshikawa S., Yeh SR., Rousseau DL. and Gerfen GJ
    • Journal Title

      Biochim. Biophys. Acta

      Volume: 1807 Pages: 1295-1304

    • DOI

      DOI:10.1016/j.bbabio.2011.06.012

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] The O(2) reduction and proton pumping gate mechanism of bovine heart cytochrome c oxidase2011

    • Author(s)
      Yoshikawa S., Muramoto K. and Shinzawa-Itoh K
    • Journal Title

      Biochim. Biophys. Acta

      Volume: 1807 Pages: 1279-1286

    • DOI

      DOI:10.1016/j.bbabio.2011.06.008

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Proton-pumping mechanism of cytochrome c oxidase2011

    • Author(s)
      Yoshikawa S., Muramoto K. and Shinzawa-Itoh K
    • Journal Title

      Annu. Rev. Biophys

      Volume: 40 Pages: 205-223

    • DOI

      DOI:10.1146/annurev-biophys-042910-155341

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] New insights into the superoxide generation sites in bovine heart NADH-ubiquinone oxidoreductase (Complex I): the significance of protein-associated ubiquinone and the dynamic shifting of generation sites between semiflavin and semiquinone radicals2010

    • Author(s)
      Ohnishi ST, Shinzawa-Itoh K, Ohta K, Yoshikawa S, Ohnishi T
    • Journal Title

      Biochim Biophys Acta

      Volume: 1767 Pages: 1901-1909

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Bovine cytochrome c oxidase structures enable O2 reduction with minimization of reactive oxygens and provide a proton-pumping gate2010

    • Author(s)
      Muramoto K, Ohta K, Shinzawa-Itoh K, Kanda K, Taniguchi M, Nabekura H, Yamashita E, Tsukihara T, Yoshikawa S
    • Journal Title

      Proc Natl Acad Sci U S A

      Volume: 170 Pages: 7740-7745

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] A resonance Raman band assignable to the O-O stretching mode in the resting oxidized state of bovine heart cytochrome c oxidase2010

    • Author(s)
      Sakaguchi M, Shinzawa-Itoh K, Yoshikawa S, Ogura T
    • Journal Title

      J Bioenerg Biomembr

      Volume: 42 Pages: 241-243

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] X-ray structure of the NO-bound Cu(B) in bovine cytochrome c oxidase2010

    • Author(s)
      Ohta K, Muramoto K, Shinzawa-Itoh K, Yamashita E, Yoshikawa S, Tsukihara T
    • Journal Title

      Acta Crystallogr Sect F Struct Biol Cryst Commun

      Volume: 66 Pages: 251-253

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Bovine heart NADH-ubiquinone oxidoreductase contains one molecule of ubiquinone with ten isoprene units as one of the cofactors2010

    • Author(s)
      Shinzawa-Itoh K, Seiyama J, Terada H, Nakatsubo R, Naoki K, Nakashima Y, Yoshikawa S
    • Journal Title

      Biochemistry

      Volume: 49 Pages: 487-492

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] ミトコンドリア呼吸鎖電子伝達系複合体Iに含まれる FMN の共鳴ラマンスペクトル2013

    • Author(s)
      引田理英、小倉尚志、伊藤・新澤恭子、吉川信也
    • Organizer
      日本化学会 第93 春季年会
    • Place of Presentation
      立命館大学びわこ・くさつキャンパス(滋賀県)
    • Year and Date
      2013-03-23
  • [Presentation] ウシ心筋チトクロム酸化酵素の高分解能 X 線構造解析と水クラスターの役割2012

    • Author(s)
      矢野直峰、村本和優、伊藤・新澤恭子、山下栄樹、月原富武、吉川信也
    • Organizer
      日本生体エネルギー研究会 第38回討論会
    • Place of Presentation
      岡山大学薬学部 大講義室(岡山県)
    • Year and Date
      2012-12-24
  • [Presentation] 細菌呼吸鎖 cbb3 型酸化還元酵素の精製と活性測定2012

    • Author(s)
      村本和優、安藤友里子、岩本唯、伊藤・新澤恭子
    • Organizer
      日本生体エネルギー研究会 第38回討論会
    • Place of Presentation
      岡山大学薬学部 大講義室(岡山県)
    • Year and Date
      2012-12-24
  • [Presentation] 電子線結晶構造解析によるウシ心筋チトクロム酸化酵素・チトクロム C 複合体の立体構造解明2012

    • Author(s)
      押田幸歩、、Christoph Gerle、伊藤・新澤恭子、吉川信也
    • Organizer
      日本生体エネルギー研究会 第38回討論会
    • Place of Presentation
      岡山大学薬学部 大講義室(岡山県)
    • Year and Date
      2012-12-23
  • [Presentation] ポンプ・プローブレーザーと同期したパルスフローシステムの開発とそれを用いたタンパク質の時間分解赤外分光解析2012

    • Author(s)
      久保稔、望月正雄、伊藤・新澤恭子
    • Organizer
      日本生物物理学会
    • Place of Presentation
      名古屋大学・東山キャンパス(愛知県)
    • Year and Date
      2012-09-23
  • [Presentation] An Intermediate Conformation of Cytochrome Oxidase in the Ligand-Free State Identified by Time-Resolved Resonance Raman Spectroscopy2012

    • Author(s)
      小倉尚志、石上泉、伊藤・新澤恭子、吉川信也
    • Organizer
      日本生物物理学会
    • Place of Presentation
      名古屋大学・東山キャンパス(愛知県)
    • Year and Date
      2012-09-23
  • [Presentation] 水素原子レベルでの酸化還元に伴う構造変化同定を目的としたウシ心筋チトクロム酸化酵素の X 線結晶構造解析2012

    • Author(s)
      矢野直峰、村本和優、伊藤・新澤恭子、山下栄樹、月原富武、吉川信也
    • Organizer
      日本生物物理学会
    • Place of Presentation
      名古屋大学・東山キャンパス(愛知県)
    • Year and Date
      2012-09-23
  • [Presentation] ウシ心筋チトクロム酸化酵素反応中間体の高分解能 X 線結晶構造解析2012

    • Author(s)
      村本和優、木登梨佳、佐々木歩惟、藤澤秀徳、伊藤・新澤恭子、山下栄樹、月原富武、吉川信也
    • Organizer
      第12回日本蛋白質科学会年会
    • Place of Presentation
      名古屋国際会議場(愛知県)
    • Year and Date
      2012-06-21
  • [Presentation] ウシ心筋チトクロム酸化酵素休止酸化型の高分解能 X 線結晶構造解析2012

    • Author(s)
      矢野直峰、村本和優、伊藤・新澤恭子、山下栄樹、月原富武、吉川信也
    • Organizer
      第12回日本蛋白質科学会年会
    • Place of Presentation
      名古屋国際会議場(愛知県)
    • Year and Date
      2012-06-21
  • [Presentation] 氷晶防止剤の導入方法によるウシ心筋チトクロム酸化酵素結晶の分解能の向上2012

    • Author(s)
      畑中美紀、藤田和也、伊藤・新澤恭子、月原富武、吉川信也
    • Organizer
      第12回日本蛋白質科学会年会
    • Place of Presentation
      名古屋国際会議場(愛知県)
    • Year and Date
      2012-06-21
  • [Presentation] 電子線結晶構造解析によるウシ心筋チトクロム酸化酵素・チトクロム C 複合体の立体構造解明2012

    • Author(s)
      押田幸歩、Christoph Gerle、伊藤・新澤恭子、吉川信也
    • Organizer
      第12回日本蛋白質科学会年会
    • Place of Presentation
      名古屋国際会議場(愛知県)
    • Year and Date
      2012-06-21
  • [Presentation] ウシ心筋 NADH‐ユビキノン酸化還元酵素の 2 次元結晶化2012

    • Author(s)
      島田悟、明楽祐依、伊藤・新澤恭子、吉川信也
    • Organizer
      第12回日本蛋白質科学会年会
    • Place of Presentation
      名古屋国際会議場(愛知県)
    • Year and Date
      2012-06-20
  • [Presentation] 共鳴ラマン分光法によるウシ心筋 NADH‐ユビキノン酸化還元酵素の FMN と Fe-S クラスターの構造解析2011

    • Author(s)
      Masahide Hikita,Satoru Shimada,KyokoShinzawa-Itoh,Takashi Ogura,Shinya YoshikawaMasahide Hikita,Satoru Shimada,KyokoShinzawa-Itoh,Takashi Ogura,Shinya Yoshikawa
    • Organizer
      日本生物物理学会
    • Place of Presentation
      兵庫県立大学・姫路書写キャンパス(兵庫県)
    • Year and Date
      2011-09-18
  • [Presentation] CN-光解離に伴うチトクロム C 酸化酵素の構造ダイナミクスの共鳴ラマン分光法による追跡2011

    • Author(s)
      Takeshi Nishiguchi,Izumi Iahigami,Satoru Nakashima, Kyoko Shinzawa-Itoh, Shinya Yoshikawa,Takashi Ogura
    • Organizer
      日本生物物理学会
    • Place of Presentation
      兵庫県立大学・姫路書写キャンパス(兵庫県)
    • Year and Date
      2011-09-17
  • [Presentation] チトクロムc酸化酵素のタンパク質構造ダイナミクスと反応機構:共鳴ラマン分光法2011

    • Author(s)
      Izumi Ishigami,Takeshin Nishigaki,Shatoru Nakashima,KyokoShinzawa-Itho,Shinya Yoshikawa
    • Organizer
      日本生物物理学会
    • Place of Presentation
      兵庫県立大学・姫路書写キャンパス(兵庫県)
    • Year and Date
      2011-09-17
  • [Presentation] cbb3 がたチトクロム酸化酵素の発現条件と精製2011

    • Author(s)
      Yuriko Ando,Hideo Shimada,Kyoko Shinzawa-Itoh,Robert Gennis,Shinya Yoshikawa,Kazumasa Muramoto
    • Organizer
      日本生物物理学会
    • Place of Presentation
      兵庫県立大学・姫路書写キャンパス(兵庫県)
    • Year and Date
      2011-09-17
  • [Presentation] リン脂質小胞に再構成したチトクロムc酸化酵素の共鳴ラマン分光法による研究2011

    • Author(s)
      Takashi Nomura,Sachiko Yanagisawa,Kyoko Shinzawa-Itoh,Shinya Yoshikawa,Takashi Ogura
    • Organizer
      日本生物物理学会
    • Place of Presentation
      兵庫県立大学・姫路書写キャンパス(兵庫県)
    • Year and Date
      2011-09-17
  • [Presentation] 界面活性剤によるウシ心筋チトクロム酸化酵素の結晶化条件の検討2011

    • Author(s)
      Miki Hatanaka,Tomonori Misaki,Takashi Sugimura,Kyoko Shinzawa-Itoh, Kazumasa Muramoto,Eiki Yamashita,Tomitake Tukihara,Shinya Yoshikawa
    • Organizer
      日本生物物理学会
    • Place of Presentation
      兵庫県立大学・姫路書写キャンパス(兵庫県)
    • Year and Date
      2011-09-16
  • [Presentation] 完全酸化型ウシ心筋チトクロム酸化酵素の吸収スペクトルへの結晶化、及び凍結防止処理の影響2011

    • Author(s)
      Masao Mochizuki,Ayumi Shiba,Kazumasa Muramoto,Kyoko Shinzawa-Itoh,Shinya Yoshikawa
    • Organizer
      日本生物物理学会
    • Place of Presentation
      兵庫県立大学・姫路書写キャンパス(兵庫県)
    • Year and Date
      2011-09-16
  • [Presentation] ウシ心筋チトクロム酸化酵素の R 型 O 型中間体の X 線構造解析2011

    • Author(s)
      Hidenori Fujisawa,Kyoko Shinzawa‐Itoh,Tomitake Tukihara, Shinya Yoshikawa
    • Organizer
      日本生物物理学会
    • Place of Presentation
      兵庫県立大学・姫路書写キャンパス(兵庫県)
    • Year and Date
      2011-09-16
  • [Presentation] ウシ心筋チトクロム酸化酵素の P 型中間体の X 線構造解析2011

    • Author(s)
      Rika Kito,Kyoko Shinzawa‐Itoh,Tomitake Tukihara, Shinya Yoshikawa
    • Organizer
      日本生物物理学会
    • Place of Presentation
      兵庫県立大学・姫路書写キャンパス(兵庫県)
    • Year and Date
      2011-09-16
  • [Presentation] ウシ心筋チトクロム酸化酵素の F 型中間体の X 線構造解析2011

    • Author(s)
      Ai Sasaki,Kyoko Shinzawa‐Itoh,Tomitake Tukihara, Shinya Yoshikawa
    • Organizer
      日本生物物理学会
    • Place of Presentation
      兵庫県立大学・姫路書写キャンパス(兵庫県)
    • Year and Date
      2011-09-16
  • [Presentation] k 休止酸化型チトクロム酸化酵素の 1.4Å分解能 X 線構造解析2011

    • Author(s)
      Naomine Yano,Kyoko Shinzawa‐Itoh,Tomitake Tukihara, Shinya Yoshikawa
    • Organizer
      日本生物物理学会
    • Place of Presentation
      兵庫県立大学・姫路書写キャンパス(兵庫県)
    • Year and Date
      2011-09-16
  • [Presentation] ウシ心筋 NADH-ユビキノン酸化還元酵素の完全性が二次元結晶の質に及ぼす影響2010

    • Author(s)
      Satoru Shimada, Masahide Hikita,Kyoko Shinzawa-Itoh, Christoph Gerle,Kazutoshi Tani, Yoshinori Fujiyoshi, Atuo Miyazawa, Shinya Yoshikawa
    • Organizer
      日本生物物理学会
    • Place of Presentation
      東北大学・川内北キャンパス(宮城県)
    • Year and Date
      2010-09-22
  • [Presentation] 界面活性剤がウシ心筋複合体Iの2次元結晶へ及ぼす影響2010

    • Author(s)
      Satoko Amano, Satoru Shimada, Masahide Hikita, Kyoko Shinzawa-Itoh, Christoph Gerle, Yoshinori Fujiyoshi, Atuo Miyazawa, Shinya Yoshikawa
    • Organizer
      日本生物物理学会
    • Place of Presentation
      東北大学・川内北キャンパス(宮城県)
    • Year and Date
      2010-09-22
  • [Presentation] ウシ心筋チトクロム酸化酵素 F 型中間体の X 線結晶構造解析2010

    • Author(s)
      Ai Sasaki, Kazumasa Muramoto, Kyoko Shinzawa-Itoh, Tomitake Tukihara, Shinya Yoshikawa
    • Organizer
      日本生物物理学会
    • Place of Presentation
      東北大学・川内北キャンパス(宮城県)
    • Year and Date
      2010-09-22
  • [Presentation] シアン化合物結合混合原子価型ウシ心筋チトクロム酸化酵素の結晶の調製2010

    • Author(s)
      Masao Mochizuki, Kazumasa Muramoto, Kyoko Shinzawa-Itoh, Shinya Yoshikawa
    • Organizer
      日本生物物理学会
    • Place of Presentation
      東北大学・川内北キャンパス(宮城県)
    • Year and Date
      2010-09-22
  • [Presentation] FoF1‐ATP 合成酵素の非共鳴ラマン研究:基質結合による Fo 部位の構造変化の検出2010

    • Author(s)
      Kaoru Mieda, Minoru Kubo, Kyoko Shinzawa-Itoh, Takashi Ogura, Shinya Yoshikawa
    • Organizer
      日本生物物理学会
    • Place of Presentation
      東北大学・川内北キャンパス(宮城県)
    • Year and Date
      2010-09-21
  • [Presentation] ウシ心筋チトクロムc酸化酵素 O 型中間体の X 線構造解析2010

    • Author(s)
      Shinya Yoshikawa, Kyoko Shinzawa-Itoh, Tomitake Tukihara
    • Organizer
      日本生物物理学会
    • Place of Presentation
      東北大学・川内北キャンパス(宮城県)
    • Year and Date
      2010-09-21
  • [Presentation] ウシ心筋チトクロムc酸化酵素 P 型中間体の X 線構造解析2010

    • Author(s)
      Rika Kito, Kazumasa Muramoto, Kyoko Shinzawa-Itoh, Tomitake Tukihara, Shinya Yoshikawa
    • Organizer
      日本生物物理学会
    • Place of Presentation
      東北大学・川内北キャンパス(宮城県)
    • Year and Date
      2010-09-21
  • [Presentation] ウシ心筋チトクロム酸化酵素のヘム・銅部位における光依存的な CO と NO の結合構造2010

    • Author(s)
      Kazumasa Muramoto, Kazuhiro Ohta, Kyoko Shinzawa-Itoh, Tomitake Tukihara, Shinya Yoshikawa
    • Organizer
      日本生物物理学会
    • Place of Presentation
      東北大学・川内北キャンパス(宮城県)
    • Year and Date
      2010-09-21
  • [Presentation] Redox dependent structural change of cytochrome c oxidase at 1.4 Å resolution2010

    • Author(s)
      Hidenori Fujisawa, Kazumasa Muramoto, Kyoko Shinzawa-Itoh,Kazunori Maeda, Masao Mochizuki,Kazuhiro Ohta, Eiki Yamashita, Tomitake Tukihara,Shinya Yoshikawa
    • Organizer
      日本生物物理学会
    • Place of Presentation
      東北大学・川内北キャンパス(宮城県)
    • Year and Date
      2010-09-21
  • [Presentation] チトクロムc酸化酵素の CO 光解離後の構造緩和:ヘム側鎖のラマンバンドの帰属2010

    • Author(s)
      Izumi Ishigami, Kyoko Shinzawa-Itoh, Shinya Yoshikawa, Takashi Ogura
    • Organizer
      日本生物物理学会
    • Place of Presentation
      東北大学・川内北キャンパス(宮城県)
    • Year and Date
      2010-09-20
  • [Presentation] 共鳴ラマン分光法によるチトクロムc酸化酵素のヘム間相互作用の検出2010

    • Author(s)
      Miyuki Sakaguchi, Kyoko Shinzawa-Itoh, Shinya Yoshikawa, Takashi Ogura
    • Organizer
      日本生物物理学会
    • Place of Presentation
      東北大学・川内北キャンパス(宮城県)
    • Year and Date
      2010-09-20
  • [Presentation] ウシ心筋チトクロム酸化酵素の酸化還元中心への塩素イオン結合の可能性の X線構造解析による検討2010

    • Author(s)
      Tomitake Tukihara, Michihiro Suga, Kazumasa Muramoto, Eiki Yamashita, Kyoko Shinzawa-Itoh, Shinya Yoshikawa
    • Organizer
      日本生物物理学会
    • Place of Presentation
      東北大学・川内北キャンパス(宮城県)
    • Year and Date
      2010-09-20
  • [Presentation] 水素原子レベルでのプロトン輸送機構解明を目的としたチトクロム酸化酵素の高分解能 X 線結晶構造解析2010

    • Author(s)
      Naomine Yano,Kyoko Shinzawa‐Itoh,Tomitake Tukihara, Shinya Yoshikawa
    • Organizer
      日本生物物理学会
    • Place of Presentation
      東北大学・川内北キャンパス(宮城県)
    • Year and Date
      2010-09-20
  • [Remarks]

    • URL

      http://www.sci.u-hyogo.ac.jp/life/GCOE/japanese/pico_intro/yoshikawa/index.htm

URL: 

Published: 2014-08-29  

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