ズッキーニ由来新規ブルー銅蛋白質マビシアニンのX線構造解析と分子進化に関する研究

• Project/Area Number: 13780556
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Molecular biology
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 井上 豪 大阪大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (20263204)
• Project Period (FY): 2001 – 2002
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2002)
• Budget Amount: ¥1,800,000 (Direct Cost: ¥1,800,000); Fiscal Year 2002: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000); Fiscal Year 2001: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
• Keywords: ブルー銅蛋白質 / マビシアニン / X線構造解析 / 構造機能相関 / 酸化体 / 還元体 / 異常分散法

Research Abstract

マビシアニンは、ズッキーニの皮から単離される糖蛋白質で、活性中心に銅イオンをもつブルー銅蛋白質である。他のフィトシアニンファミリーに属するステラシアニンやBasic Blue Proteinと比べ、アミノ酸残基の数と相同性に大きな違いがあり、分子進化的にも興味がある。本研究では、スペクトル等の機能と配位構造との相互の関係、他のブルー銅蛋白質との構造比較、および分子進化に関する知見を得るために、新規なブルー銅蛋白質であるマビシアニンの高分解能のX線構造解析を目指して、結晶化から着手し、運良く結晶が得られたSubmitted to Acta Cyrst. Sect D.)
これまで、再現性の良い結晶化方法を確立し(空間群P6_1,a= b= 62.78Å,c=243.78Å)、大型放射光実験施設SPring-8において、低温下、銅イオンの異常分散効果を利用したMADデータの収集を行った。ピーク(1.379Å)、エッジ(1.380Å)、リモート1(1.393Å)、リモート2(1.305Å)でのデータ収集を、それぞれ2.0Å分解能まで収集することに成功した。異常分散差パターソンの計算およびその解釈にも成功し、位相の確からしさを示すFigure-of-meritの値も0.565と比較的高い値を示し、良好な電子密度を得ることに成功した。
分子モデルの構築を行い、酸化体については、1.6Å分解能までの構造精密化を終えている。
還元体結晶についても結晶を調整し、大型放射光実験施設SPring-8において1.9Å分解能までのデータ収集を行い、現在構造の精密化を進めている。
今後は、還元体構造についての構造精密化を行い、両者の構造の比較を行って、酸化還元にともなう構造変化について検討する。またステラシアニンとの構造比較を行って、酸化還元電位の違い、スペクトルの違い等について構造化学的に検討を加え、論文発表を行う予定である。

Research Products

• [Publications] Mizohata, E., et al.: "Crystallization and preliminary X-ray diffraction analysis of glutathione-dependent dehydroascorbate reductase from spinach chloroplasts"Acta Crystallogr.. 57. 1726-1728 (2001)
• [Publications] Mizohata, E. et al.: "Crystal Structure of Activated Ribulose-1,5-bisphosphate Carboxylase/Oxygenase from Green Alga Chlamydomonas reinhardtii Complexed with 2-Carboxvarabinitol-1,5-bisphosphate globisporus"J.Mol.Biol.. 316. 679-691 (2002)
• [Publications] Okano, Y., et al.: "X-ray structure of Galdieria Rubisco complexed with one sulfate ion per active site"FEBS Letters. 572. 33-36 (2002)
• [Publications] Matsumura, H., et al.: "Crystal Structure of C4 Form Maize and Quaternary Complex of E. coli Phosphoenolpyruvate Carboxylases"Structure. 10. 1721-1730 (2002)
• [Publications] Okano, Y., et al.: "Crystallization and Preliminary X-Ray Crystallographic Studies of Trypanosoma brucei Prostaglandin F2α Synthase"J.Biochem.. 132. 859-861 (2002)
• [Publications] Yamamoto, T., et al.: "Crystallization and preliminary X-ray analysis of TBP-interacting protein from the hyperthermophilic archaeon Thermococcus kodakaraensis strain KOD1"Acta Cryst.. D59. 372-374 (2003)
• [Publications] Inoue, T., et al.: "Mechanism of metal activation of human hematopoietic prostaglandin D synthase"Nature Structural Biol.. (in press). (2003)
• [Publications] E.Mizohata, et al.: "Crystallization and preliminary X-ray diffraction analysis of glutathione-dependent dehydroascorbate reductase from spinach chloroplasts."Acta Cryst.. D57. 1726-1728 (2001)
• [Publications] D.Matak-Vinkovic, et al.: "Crystal structure of Escherichia coli ketopantoate reductase at 1.7 angstrom resolution and insight into the enzyme mechanism."Biochemistry. 40. 14493-14500 (2001)
• [Publications] H.Hashimoto, et al.: "Crystal structure of DNA polymerase from hyperthermophilic archaeon Pyrococcus kodakaraensis KOD1."J.Mol.Biol.. 306. 469-477 (2001)
• [Publications] E.Mizohata, et al.: "Crystal structure of activated ribulose-1, 5-bisphosphate carboxylase/oxygenase from green alga Chlamydomonas reinhardtii complexed with 2-carboxyarabinitol-1, 5-bisphosphate."J.Mol.Biol.. 316. 677-689 (2002)