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タンパク質複合体形成における脱水和に着目した呼吸鎖末端酵素での電子伝達機構の解明

Research Project

Project/Area Number 07J02405
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Chemistry related to living body
Research InstitutionHokkaido University

Principal Investigator

坂本 光一  Hokkaido University, 大学院・理学院, 特別研究員(DC2)

Project Period (FY) 2007 – 2008
Project Status Completed (Fiscal Year 2008)
Budget Amount *help
¥1,900,000 (Direct Cost: ¥1,900,000)
Fiscal Year 2008: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2007: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Keywords電子伝達系 / シトクロムc / シトクロムc酸化酵素 / タンパク質間相互作用 / ITC測定 / 脱水和 / 電子伝達 / NMR / ヘムタンパク質
Research Abstract

生体内の呼吸鎖では,ATP合成に必要なプロトン勾配を形成するため,シトクロムc(Cyt c)からシトクロムc酸化酵素(CcO)への電子伝達が必要である.過去の研究から,Cyt cからCcOへの電子伝達には,LysやGluなどの帯電したアミノ酸残基だけでなく,Ileなどの非極性のアミノ酸残基が関与し,部位特異的な複合体をしていることが明らかとなった.このように,極性残基による静電相互作用および非極性残基による疎水性相互作用がCytc-CcO複合体の形成に,重要な役割を担っているものと推定されるものの,複合体の形成の駆動力になっている相互作用は未だ明らかとなっていない.そこで,本研究では,複合体形成を熱力学的に検討するため,エンタルピー等の熱力学パラメーターの変化を求めることが可能なITCを用い,Cyt c-CcO複合体形成の駆動力になっている相互作用の検討を試みた.ITC測定を用いてCyt c-CcO複合体形成に伴うエンタルピー変化を求めたところ,吸熱反応であることを示す正の値をとり,Cyt cとCcOが1:1で複合体を形成することが明らかとなった.さらに,このエンタルピー変化からエントロピー変化を検討したところ,Cyt c-CcO複合体の形成には脱水和のエントロピー変化が主に寄与していることが明らかとなった.この結果は,Cyt c-CcO複合体形成の主な駆動力が,当初想定されていた極性残基による静電相互作用ではなく,非極性残基による疎水性相互作用に伴う脱水和であることを示すものであると考えられる.

Report

(2 results)
  • 2008 Annual Research Report
  • 2007 Annual Research Report
  • Research Products

    (8 results)

All 2008 2007

All Presentation (8 results)

  • [Presentation] Dynamic structural analysis of the electron transfer complex between Cytochrome c and Cytochrome c Oxidase revealed by ^<15>N-relaxation measurements2008

    • Author(s)
      Koichi Sakamoto
    • Organizer
      MPSA2008
    • Place of Presentation
      Hokkaido University
    • Related Report
      2008 Annual Research Report
  • [Presentation] 呼吸鎖末端酸化酵素における電子伝達複合体の動的構造解析2008

    • Author(s)
      坂本光一
    • Organizer
      第47回NMR討論会
    • Place of Presentation
      筑波大学
    • Related Report
      2008 Annual Research Report
  • [Presentation] 緩和測定を用いたシトクロムc-シトクロムc酸化酵素複合体の動的構造解析2008

    • Author(s)
      坂本光一
    • Organizer
      第35回生体分子科学討論会
    • Place of Presentation
      兵庫県立大学
    • Related Report
      2008 Annual Research Report
  • [Presentation] Structural Characterization of the Electron Transfer Complex between Cytochrome c and Cytochrome c Oxidase by NMR2007

    • Author(s)
      Koichi Sakamoto
    • Organizer
      9th Hokkaido University-Seoul National University Joint Symposium Satellite Session "Symposium on Structural Analysis of Biological Macromolecules"
    • Place of Presentation
      Sapporo, Japan
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] NMRを用いた呼吸鎖末端酸化酵素における電子伝達複合体の形成および解離機構の解明2007

    • Author(s)
      坂本 光一
    • Organizer
      第34回生体分子科学討論会
    • Place of Presentation
      東北大学,仙台市
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] 呼吸鎖末端酸化酵素に対するシトクロムcの電子輸送メカニズム2007

    • Author(s)
      坂本 光一
    • Organizer
      第46回NMR討論会
    • Place of Presentation
      札幌コンベンションセンター 札幌市
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] NMR analysis for association and dissociation mechanisms between Cytochrome c and Cytochrome c Oxidase2007

    • Author(s)
      Koichi Sakamoto
    • Organizer
      13th International Conference on Biological Inorganic Chemistry
    • Place of Presentation
      Vienna, Austria
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] Electron Transfer Mechanism between Cytochrome c and Cytochrome c Oxidase Revealed by High Resolution NMR Spectroscopy2007

    • Author(s)
      Koichi Sakamoto
    • Organizer
      Gordon Research Conference Graduate Research Seminar: Bioinorganic Chemistry
    • Place of Presentation
      Ventura, USA
    • Related Report
      2007 Annual Research Report

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Published: 2007-04-01   Modified: 2024-03-26  

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