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シンクロトロン放射光による生物マシーナリーの構造生物学

研究課題

研究課題/領域番号 10188101
研究種目

特定領域研究

配分区分補助金
審査区分 生物系
研究機関東京大学 (1999-2003)
長岡技術科学大学 (1998)

研究代表者

田之倉 優 (1999-2003)  東京大学, 大学院・農学生命科学研究科, 教授 (60136786)

三井 幸雄 (1998)  長岡技術科学大学, 工学部, 教授 (40012637)

研究分担者 月原 冨武  大阪大学, 蛋白質研究所, 教授 (00032277)
三浦 謹一郎  (株)プロテイオス研究所, 代表取締役(研究職) (30000227)
江橋 節郎  岡崎国立共同研究機構, 生理研, 名誉教授 (10009863)
田中 勲  北海道大学, 大学院理学研究科, 教授 (70093052)
三木 邦夫  京都大学, 大学院理学研究所, 教授 (10116105)
千田 俊哉  長岡技術科学大学, 工学部, 助手 (30272868)
豊島 近  東京大学, 分子細胞生物学研究所, 教授 (70172210)
田之倉 優  東京大学, 大学院・農学生命科学研究科, 教授 (60136786)
研究期間 (年度) 1998 – 2003
研究課題ステータス 完了 (2003年度)
配分額 *注記
52,200千円 (直接経費: 52,200千円)
2003年度: 3,000千円 (直接経費: 3,000千円)
2002年度: 11,000千円 (直接経費: 11,000千円)
2001年度: 11,000千円 (直接経費: 11,000千円)
2000年度: 12,500千円 (直接経費: 12,500千円)
1999年度: 10,800千円 (直接経費: 10,800千円)
1998年度: 3,900千円 (直接経費: 3,900千円)
キーワード生物マシーナリー / シンクロトロン放射光 / 構造生物学 / X線結晶構造解析 / 生体高分子複合体 / 生体高分子集合系 / 膜タンパク質 / X線結晶学 / 蛋白結晶学 / 超分子複合体 / 膜蛋白質
研究概要

生体高分子(蛋白質、核酸など)の複合体で、"生きている状態"を演出する最小限の機能(ポリペプチド鎖の合成、特定の有機物質の分解代謝、プロトンの汲み出し、等々)を担っているような機能単位を「生物マシーナリー」と呼ぶ。驚くべきことに、多くの「生物マシーナリー」はその巨大さ(分子量が数十万から数百万)にもかかわらず、結晶として取り出すことが出来る。そして、いまやシンクロトロン放射光の利用を初めとする数々の技術革新のおかげで、蛋白質結晶学(生体高分子のX線結晶構造解析の技術)は一時代前よりもはるかに強力になり、丸ごとの「生物マシーナリー」の立体構造を原子のレベルで解明することが十分可能となった。実際、我国からも顕著な業績がいくつも上がった。しかしシンクロトロン放射光を利用した新しい蛋白質結晶学に関しては、技術的に特に優位にあるにもかかわらず、我国のこの分野への寄与は、いまのところ、甚だ不十分である。そこで、本特定領域の設定によって、生化学者、分子生物学者と結晶学者との交流の場(フォーラム)を設定し、両者間の共同作業を飛躍的に推進すると同時に、これらの全ての多彩な研究者達によるシンクロトロン放射光の活用が飛躍的に容易となるような,状況を作り出すことを目的とした。
今年度はこれまで行ってきた本特定領域のまとめとしてまとめの冊子(報告書)を作成すると共に本総括班ではこれらの研究活動全体の総括を行った。またその一環として平成15年7月に東京大学でワークショップを行った。

報告書

(7件)
  • 2003 実績報告書
  • 2002 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2001 実績報告書
  • 2000 実績報告書
  • 1999 実績報告書
  • 1998 実績報告書
  • 研究成果

    (95件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (95件)

  • [文献書誌] Iwasaki, W., Sasaki, H., Nakamura, A., Kohama, K., Tanokura, M.: "Metal-free and Ca^<2+>-bound structures of a multidomain EF-hand protein, CBP4O, from the lower eukaryote, Physarum polycephalum."Structure. 11. 75-85 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Hatano, K., Kojima, M., Tanokura, M., Takahashi, K.: "Nuclear magnetic resonance studies on the pK_a values and interactions of ionizable groups in bromelain inhibitor VI from pineapple stem."Biol.Chem.. 384. 93-104 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Ito, M., Kato, Y., Nagata, K., Oda, Y., Yamagoe, S., Suzuki, K., Tanokura, M.: "Expression, oxidative refolding and characterization of six-histidine-tagged recombinant human LECT2, a 16-kDa chemotactic protein with three disulfide bonds."Protein Express.Purif.. 27. 272-278 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Katayama, H., Nagata, K., Ohira, T., Yumoto, F., Tanokura, M., Nagasawa, H.: "The solution structure of molt-inhibiting hormone from the kuruma prawn Marsupenaeus japonicus."J.Biol.Chem.. 278. 9620-9623 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Suzuki, R., Nagata, K., Yumoto, F., Kawakami, M., Nemoto, N., Furutani, M., Adachi, K., Maruyama, T., Tanokura, M.: "Three-dimensional solution structure of an archaeal FKBP with a dual function of peptidyl prolyl cis-trans isomerase and chaperone-like activities."J.Mol.Biol.. 328. 1149-1160 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Kamagata, K., Sawano, Y., Tanokura, M., Kuwajima, K.: "Multiple parallel-pathway folding of proline-free Staphylococcal nuclease"J.Mol.Biol.. 332. 1143-1153 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 田之倉優, 伊東孝祐: "ナノバイオテクノロジーの最前線(植田充美 監修)、X線結晶構造解析からみるナノバイオテクノロジー"シーエムシー出版. 11 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Kato, Y., Ito, M., Kawai, K., Nagata, K., Tanokura, M.: "Determinants of ligand specificity in groups I and IV WW domains as studied by sufface plasmon resonance and model building"Journal of Biological Chemistry. 277. 10173-10177 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Iwasaki, W., Sasaki, H., Nakamura, A., Kohama, K., Tanokura, M.: "Metal-free and Ca^<2+>-bound structures of a multidomain EF-hand protein, CBP40,from the lower eukaryote, Physarum polycephalum"Structure. 11・1. 75-85 (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Yasutake, Y., Watanabe, S., Yao, M., Tanaka, Y., Fukunaga, N., Tanaka, I.: "Structural of the Monomeric Isocitrate Dehydrogenase : Evidence of a Protein Monomerization by a Domain Duplication"Structure. 10. 1637-1648 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Ose, T., Watanabe, K., Mie, T., Honma, M.Watanabe, H., Yao, M., Oikawa, H., Tanaka, I.: "Insight into a natural Diels-Alder reaction from the structure of macrouhomate svnthase"Nature. 422. 185-189 (2003)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kita, A., Matsunaga, S., Takai, A., Kataiwa, H., Wakimoto, T., Fusetani, N., Isobe, M., Miki, K.: "Crystal Structure of the Complex between Calyculin A and the Catalytic Subunit of Protein Phosuhatase 1"Structure. 10. 715-724 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Unno, M., Mizushima, T., Morimoto, Y., Tomisugi, Y., Tanaka, K., Yasuoka, N., Tsukihara, T.: "The Structure of the Mammalian 20S Proteasome at 2.75 A Resolution"Structure. 10. 609-618 (2002)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kato, Y. Ito, M., Kawai, K. Nagata, K. and Tanokura, M.: "Determinants of ligand specificity in groups 1 and IV WW domains as studied by surface plasmon resonance and model building"J. Biol. Chem.. 277 (12). 10173-10177 (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Iwasaki, W., Sasaki, H., Nakamura, A., Kohama K. and Tanokura, M.: "Metal-free and Ca^<2+> bound structures of a mutidomain EF-hand protein, CBP40, from the lower eukaryote, Physarum polycephalum"Structure. 11(1). 75-85 (2003)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Yasutake, Y., Watanabe, S., Yao, M., Takada, Y., Fukunaga, N. & Tanaka, I.: "Structural of the Monomeric Isocitrate Dehydrogenase : Evidence of a Protein Monomerization by a Domain Duplication"Structure. 10. 1637-1648 (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Ose, T., Watanabe, K., Mie, T., Honma, M., Watanabe, H., Yao, M., Oikawa, H. & Tanaka, I.,: "Insight into a natural Diels-Alder reaction from the structure of macrophomate synthase"Nature. 422. 185-189 (2003)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kita, A., Matsunaga, S., Takai, A., Kataiwa, H., Wakimoto, T., Fusetani, N., Isobe, M. & .Miki, K.: "Crystal Structure of the Complex between Calyculin A and the Catalytic Subunit of Protein Phosphatase 1"Structure. 10. 715-724 (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Unno, M., Mizushima, T., Morimoto, Y., Tomisugi, Y., Tanaka, K., Yasuoka, N. & Tsukihara, T.: "The Structure of the Mammalian 20S Proteasome at 2.75 A Resolution"Structure. 10. 609-618 (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kato, Y., Ito, M., Kawai, K., Nagata, K., Tanokura, M.: "Determinants of ligand specificity in groups I and IV WW domains as studied by surface plasmon resonance and model building"Journal of Biological Chemistry. 277・12. 10173-10177 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Sawano, Y., Muramatsu, T., Hatano, K., Nagata, K., Tanokura, M.: "Characterization of genomic sequence coding for bromelain inhibitors in pineapple and expression of its recombinant isoform"Journal of Biological Chemistry. 277・31. 28222-28227 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Iwasaki, W., Sasaki, H., Nakamura, A., Kohama K., Tanokura, M.: "Metal-free and Ca^<2+>-bound structures of a multidomain EF-hand protein, CBP40, from the lower eukaryote, Physarum polycephalum"Structure. 11・1. 75-85 (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Hatano, K., Kojima, M., Tanokura, M., Takahashi, K.: "Nuclear magnetic resonance studies on the pΚ_a values and interactions of ionizable groups in bromelain inhibitor VI from pineapple stem"Biological Chemistry. 384・1. 93-104 (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Maeda, M., Takeuchi, K., Kojima, M., Tanokura, M., Kimura, K., Amemiya, Y., Kihara, H., Takahashi, K.: "Kinetic studies of unfolding process of aspergillopepsinn II by pH-jump methods"Biochemical and Biophysical Research communications. 301・3. 745-750 (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Katayama, H., Nagata, K., Ohira, T., Y.F., Tanokura, M., Nagasawa, H.: "The solution structure of molt-inhibiting hormone from the kuruma prawn Marsupenaeus japonicus"Journal of Biological Chemistry. (in press). (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 田之倉優, 阿久津秀雄, 村松知成: "生化学キーノート(Hammes, B. D, Hooper, N. M. 著)"シュプリンガーフェアラーク東京. 464 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 田之倉優, 村松知成, 八木澤 仁: "分子生物学キーノート(Turner, P. C., McLennan, A. G., Bates, A. D., White, M. R. H. 著)"シュプリンガーフェアラーク東京. 398 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Sakai, N., Yao, N'I., Itou, H., Watanabe, N., Yumoto, F., Tanokura, M., Tanaka, I.: "The three-dimensional structure of septum site-determining protein MinD from Pyrococcus horikoshii OT3 in complex with Mg-ADP"Structure. 9・9. 817-826 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Yumoto, F., Nara, M., Kagi, H., Iwasaki, W., Ojima, T., Nishita, K., Nagata, K., Tanokura, M.: "Coordination structures of Ca^<2+> and Mg^<2+>in Akazara scallop troponin C in solution : FTIR spectroscopy of side-chain COO^-Groups"European Journal of Biochemistry. 268. 6284-6290 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Tanaka, S., Ataka, M., Kubota, T., Soga, T., Homma, K., Lee, W.C., Tanokura, M.: "The effect of amphiphillic additives on the growth and morphology of Aspergillus niger acid proteinase A crystals"Journal of Crystal Growth. 234. 247-254 (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Kato, Y., Ito, M., Kawai, K., Nagata, K., Tanokura, M.: "Determinants of ligand specificity in groups I and IV WW domains as studied by surface plasmon resonance and model building"Journal of Biological Chemistry. 277(in press). (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Taka,H.,Kaga,N.,Fujimura,T.Mineki,R.,Imaizumi,M.,Suzuki.Y.,Suzuki,R.,Tanokura,M.,Shindo,N.and Murayama,K: "Rapid determination of parvalbumin from Rana catesbeiana (pI4.78) by combination of ESI mass spectrometry, protein sequencing and amino acid analysis."Journal of Biochemistry. 64(4). 852-857 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Suzuki,R.,Nagata,K.,Kawakami,M.,Nemoto,N.,Furutani.M.,Adachi,K.,Maruyama.T.and Tanokura,M.: "Assignment of ^1H, ^<13>C and ^<15>N resonances of FKBP from Methanococcus thermolithotrophicus."Journal of Biochemistry. 17(2). 183-184 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Murayama,K.,Shiodo,N.,Suzuki,R.,Kawakami,M.,Mineki,R.,Taka.H.,Kazuno,S.,Nagata,K.,Maruyama,T.and Tanokura,M.: "Characterization of native and recombinant peptidyl prolyl cis-trans isomerases derived from Methanococcus thermolithotrophicus based on cDNA sequence."Electrophoresis. 21. 1733-1739 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Onishi,H.,Konishi,K.,Fujiwara,K.,Hayakawa,K.,Tanokura,M.,Martinez,H.M.and Morales,M.F.: "On the tryptophan residue of smooth muscle myosin that responds to binding of nucleotide."Proceedings of National Academy of Sciences of U.S.A.. 97(21). 11203-11208 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Nagata,K.,Kudo,N.,Abe,K.,Arai,S.and Tanokura,M.: "Three-dimensional solution structure of oryzacystatin-I, a cysteine proteinase inhibitor of the rice, Oryza sativa L.japonica"Biochemistry. 39. 14753-14760 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Kobori,T.,Sasaki,H.,Lee,W.C.,Zenno,S.,Saigo,K.,Murphy,M.E.P.and Tanokura,M.: "Structure and site- directed mutagenesis of a flavoprotein from Escherichia coli that reduces nitrocompounds. Alteration of pyridine nucleotide binding by a single amino acdi substitution."Journal of Biological Chemistry. 276(4). 2816-2823 (2001)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Kobashi, N: "Kinetic and mutation analyses of aspartate kinase from Thermus thermophilus"J. Biosci. Bioeng.. 87. 739-745 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Iwasaki, W.: "Crystallization and preliminary X-ray diffraction studies of a 40kDa calcium binding protein specifically expressed in plasmodia of Physarum polycephlum"J. Biochem. 126. 7-9 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Tohyama, T.: "Gene structure and amino acid sequence of Latimeria Chalumnae (Coelacanth) myelin DM20: Phylogenetic relation of the fish"Neurochem. Res. 24. 867-873 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Kobori, T.: "Crystallization and preliminary crystallographic analysis of major nitroreductase from Escherichia coli"Acta Crystallogr.. D55. 1901-1902 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Watanabe, S.: "Molecular cloning of the Lon protease gene from Thermus thermophilus HB8 and characterization of its gene product"Eur. J. Biochem. 266 (in press). (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Kojima, M.: "pH-dependent unfolding of Aspergillus niger acid proteinase A studied by small-angle X-ray scattering."Biochemistry. (in press). (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Mitsuhashi, S.: "X-ray structure of beta-carbonic anhydrase from the red alga, porphyridium purpureum, reveals a novel catalytic site for CO(2) hydration"J. Biol. Chem.. 275. 5521-5526 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Mitsuhashi, S.: "Crystallization and preliminary X-ray diffraction studies of a beta-carbonic anhydrase from the red alga porphyridium purpureum"Acta Crystallogr.. D56. 210-211 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Mochizuki, M.: "Quantitative reevaluation of the redox active sites of crystalline bovine heart cytochrome oxidase"J. Biol. Chem.. 274. 33403-33411 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Tomizaki, T.: "Structure analysis of bovine heart cytochrome c oxidase at 2.8 A resolution"Acta Crystallogr. D55. 31-45 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Naitow, H.: "A low-resolution structure of rice dwarf virus determined by ab initio phasing"Acta Crystallogr. D55. 77-84 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Sugimoto, H.: "Crystal structure of human D-dopachrome tautomerase, a homologue of macrophage migration inhibitory factor at 1.54【encircled a】 resolution"Biochemistry. 38. 3268-3279 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Tominaga, T.: "High-Resolution Crystals of the HU Mutant K38N from Bacillus Stearothermophilus"J. Struct. Biol.. 125. 86-89 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Nakagawa, A.: "The three-dimensional structure of the RNA-binding domain of ribosomal protein L2; a protein at the peptidyl transferase center of the ribosome"The EMBO J.. 18. 1459-1467 (1999)

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      1999 実績報告書
  • [文献書誌] White, S.W.: "The high-resolution structure of DNA-binding protein HU from Bacillus Stearothermophilus"Acta Crystallogr. D55. 801-809 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Nakagawa, A.: "Crystal structure of a ribonuclease from the seeds of bitter gourd (Momordica charantia) at 1.75A resolution"Biochem. Biophys. Acta. 1433. 253-260 (1999)

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      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Miyamoto, A.: "Role of the N-terminal region of ribosomal protein S7 in its interaction with 16S rRNA which binds to the concavity formed by the β-ribbon arm and the α-helix"Eur. J. Biochem,. 266. 591-598 (1999)

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      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Saitoh, F.: "Arginine-55 in the β-Arm is Essential for the Activity of DNA-Binding Protein HU from Bacillus Stearothermophilus"Biosci. Biotech. Biochem.. 63. 2232-2235 (1999)

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      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Saito, J.: "Crystal structure of chitosanase from Bacillus circuland MH-K1 at 1.6A resolution and its substrate recognition mechanism"J. Biol. Chem.. 293. 57-66 (1999)

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      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Maeda, N: "Ribulose bisphosphate carboxylase/oxygenase from the hyperthermophilic archaeon Pyrococcus kodakaraensis KOD1 is composed solely of large subunits and forms a pentagonal structure."J. Mol. Biol.. 293. 57-66 (1999)

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      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Fujihashi, M.: "Crystallization and preliminary X-ray diffraction studies of undecaprenyl diphosphate synthase from Micrococcus luteus B-P 26"Acta Crystallogr.. 55. 1606-1607 (1999)

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      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Komori, H.: "Crystal structure of a prokaryotic replication initiator protein bound to DNA at 2.6A resolution"The EMBO J.. 18. 4597-4607 (1999)

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      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Higuchi, Y.: "Removal of the bridging ligand atom at the Ni-Fe active Site of [NiFe] hydrogenase upon reduction with H2, as revealed by X-ray structure analysis at 1.4A resolution"Structure Fold Des.. 7. 548-556 (1999)

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      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Kita, A: "An archetypical extradiol-cleaving catecholic dioxygenase: the crystal structure of catechol 2,3-dioxygenase (metapyrocatechase) from Pseudomonas putida nt02"Structure Folds Des.. 7. 25-34 (1999)

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公開日: 1998-04-01   更新日: 2018-03-28  

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