• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 前のページに戻る

レチナール蛋白質のX線結晶構造解析

研究課題

研究課題/領域番号 15370066
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 生物物理学
研究機関名古屋大学

研究代表者

神山 勉  名古屋大学, 大学院・理学研究科, 教授 (30170210)

研究分担者 村上 緑  名古屋大学, 大学院・理学研究科, 助手 (20324387)
井原 邦夫  名古屋大学, 遺伝子実験施設, 助手 (90223297)
足立 伸一  高エネルギー加速器研究機構, 物質構造科学研究所, 助教授 (60260220)
研究期間 (年度) 2003 – 2004
研究課題ステータス 完了 (2004年度)
配分額 *注記
9,000千円 (直接経費: 9,000千円)
2004年度: 2,900千円 (直接経費: 2,900千円)
2003年度: 6,100千円 (直接経費: 6,100千円)
キーワードバクテリオロドプシン / レチナール / 光駆動プロトンポンプ / 反応中間体の構造解析 / タンパク質結晶構造解析 / アーキロドプシン / イカ・ロドプシン / X線構造解析 / X線結晶構造解析 / 膜蛋白質の結晶化 / 脂質-蛋白質間相互作用 / 反応中間体 / 生体膜 / シンクロトロン放射光
研究概要

バクテリオロドプシンは高度好塩菌の細胞膜に見出された蛋白質で、光エネルギーを利用してプロトンの能動輸送を行う。7本の膜貫通ヘリックスからなり、発色団としてレチナールを含む。この蛋白質は生物物理学的手法を用いて活発に研究されてきており、構造・機能解析の最も進んだ生体イオンポンプとしても知られる。しかし、プロトン輸送の作動原理の解明には反応中間体の構造解析が不可欠であり、その立体構造を高分解能で求めることが待ち望まれていた。我々は、これまでに、膜融合を利用して膜蛋白質を結晶化することを試み、脂質分子を含んだバクテリオロドプシンの三次元結晶を作成する技術の開発を行ってきた。また、低温X線回折測定法を適用してX線損傷の影響の軽減を図り、水分子を識別できる程度の分解能(2.3オングストローム)の構造解析を実現した。本年度においては、バクテリオロドプシンのL中間体の構造解析を行い、レチナールの13メチル基と接触している残基(Leu93とTrp182)の側鎖が回転ないし平行移動すること、Schiff塩基と水素結合していた水分子が細胞質側に引き釣り上げられ、Leu93の側鎖の回転により生じたマイクロキャビティに移動すること、などを明らかにした。また、バクテリオロドプシン類似蛋白質であるアーキロドプシン-2のX線構造解析を行い、2.4オングストロームの分解能で構造を求めた。バクテリオロドプシンの構造と比較すると、プロトン放出チャネルがより開放的になっていること、などを明らかにした。また、イカ・ロドプシンについても、結晶化に成功し、低分解能ながらもX線回折データを収集した。

報告書

(3件)
  • 2004 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2003 実績報告書
  • 研究成果

    (33件)

すべて 2005 2004 2003 その他

すべて 雑誌論文 (27件) 文献書誌 (6件)

  • [雑誌論文] Crystal structures of acid blue and alkanine purple forms of bacteriorhodopsin2005

    • 著者名/発表者名
      H.Okumura, M.Murakami, T.Kouyama
    • 雑誌名

      J.Mol.Biol. (In press)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Gigantic photoresponse in 1/4-filled-band organic salt (EDO-TTF)2PF6.2005

    • 著者名/発表者名
      M.Chollet, L.Guerin, N.Uchida, S.Fukaya, H.Shimoda, T.Ishikawa, K.Matsuda, T.Hasegawa, A.Ota, H.Yamochi, G.Saito, R.Tazaki, S.Adachi, S.Y.Koshihara
    • 雑誌名

      Science 307

      ページ: 86-89

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Crystal Structures of Acid Blue and Alkaline Purple Forms of Bacteriorhodopsin2005

    • 著者名/発表者名
      H.Okumura, M.Murakami, T.Kouyama
    • 雑誌名

      J.Mol.Biol. (In press)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Gigantic Photoresponse in 1/4-Filled-Band Organic Salt (EDO-TTF) 2PF62005

    • 著者名/発表者名
      M.Chollet, L.Guerin, N.Uchida, S.Fukaya, H.Shimoda, T.Ishikawa, K.Matsuda, T.Hasegawa, A.Ota, H.Yamochi, G.Saito, R.Tazaki, S.Adachi, S.Koshihara
    • 雑誌名

      Science 307

      ページ: 86-89

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Crystal structure of the M intermediate of bacteriorhodopsin : Allosteric structural changes mediated by sliding movement of a transmembrane helix.2004

    • 著者名/発表者名
      K.Takeda, Y.Matsui, N.Kamiya, S.Adachi, H.Okumura, T.Kouyama
    • 雑誌名

      J.Mol.Biol. 341

      ページ: 1023-1037

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Crystal structure of the L intermediate of bacteriorhodopsin : Evidence for vertical translocation of a water molecule during the proton pumping cycle.2004

    • 著者名/発表者名
      T.Kouyama, T.Nishikawa, T.Tokuhisa, H.Okumura
    • 雑誌名

      J.Mol.Biol. 335

      ページ: 531-546

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] An icosahedral assembly of the light-harvesting chlorophyll a/b protein complex from pea chloroplast thylakoid membranes.2004

    • 著者名/発表者名
      H.Hino, E.Kanamori, J.-R.Shen, T.Kouyama
    • 雑誌名

      Acta Cryst. D60

      ページ: 803-809

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Crystal structure of the L intermediate of bacteriorhodopsin2004

    • 著者名/発表者名
      T.Kouyama
    • 雑誌名

      Spring-8 Research Frontiers

      ページ: 26-27

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] DNA apophotolyase from Anacystis nidulans : 1.8 Å structure, 8-HDF reconstitution and X-ray-induced FAD reduction2004

    • 著者名/発表者名
      R.Kort, H.Komori, S.Adachi, K.Miki, A.Eker
    • 雑誌名

      Acta Cryst. D60

      ページ: 1205-1213

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Internal water molecules of light-driven chloride pump proteins2004

    • 著者名/発表者名
      M.Shibata, N.Muneda, K.Ihara, T.Sasaki, M.Demura, H.Kandori
    • 雑誌名

      Chem.Phys.Lett. 392

      ページ: 330-333

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Crystal structure of the M intermediate of bacteriorhodopsin : allosteric structural changes mediated by sliding movement of a transmembrane helix2004

    • 著者名/発表者名
      K.Takeda, Y.Matsui, N.Kamiya, S.Adachi, H.Okumura, T.Kouyama
    • 雑誌名

      J.Mol.Biol. 341

      ページ: 1023-1037

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Crystal structure of the L intermediate of bacteriorhodopsin : Evidence for vertical translocation of a water molecule during the proton pumping cycle2004

    • 著者名/発表者名
      T.Kouyama, T.Nishikawa, T.Tokuhisa, H.Okumura
    • 雑誌名

      J.Mol.Biol. 335

      ページ: 531-546

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] An icosahedral assembly of the light-harvesting chlorophyll a/b protein complex from pea chloroplast thylakoid membranes2004

    • 著者名/発表者名
      T.Hino, E.Kanamori, J.-R.Shen, T.Kouyama
    • 雑誌名

      Acta Cryst.D 60

      ページ: 803-809

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] DNA apophotolyase from Anacystis nidulans : 1.8 A structure, 8-HDF reconstitution and X-ray-induced FAD reduction2004

    • 著者名/発表者名
      R.Kort, H.Komori, S.Adachi, K.Miki, A.Eker
    • 雑誌名

      Acta Cryst.D 60

      ページ: 1205-1213

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Structure of the L Intermediate of Bacteriorhodopsin2004

    • 著者名/発表者名
      T.Kouyama
    • 雑誌名

      SpringS Frontiers 2004

      ページ: 26-27

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Crystal structure of the M intermediate of bacteriorhodopsin : Allosteric structural changes mediated by sliding movement of a transmembrane helix.2004

    • 著者名/発表者名
      K.Takeda, Y., Matsui, N., Kamiya, S., Adachi, H., Okumura, T.Kouyama.
    • 雑誌名

      J.Mol.Biol. 341

      ページ: 1023-1037

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Crystal structure of the L intermediate of bacteriorhodopsin : Evidence for vertical translocation of a water molecule during the proton pumping cycle.2004

    • 著者名/発表者名
      T.Kouyama., T.Nishikawa, T.Tokuhisa, H., Okumura
    • 雑誌名

      J.Mol.Biol. 335

      ページ: 531-540

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] An icosahedral assembly of thelight-harvesting chlorophyll a/b protein complex from pea chloroplast thylakoid membranes.2004

    • 著者名/発表者名
      H.Hino, E.Kanamori, J.-R., Shen., T.Kouyama
    • 雑誌名

      Acta Crystallgr.D. 60

      ページ: 803-809

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Direct observations of freeze-etching processes of ice-embedded biomembranes by atomic force microscopy.2003

    • 著者名/発表者名
      D.Yamamoto, K.Tani, T.Gotoh, T.Kouyama
    • 雑誌名

      Micron 34

      ページ: 9-18

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 実績報告書 2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Infrared spectroscopic and mutational studies on putidaredoxin-induced conformational changes in ferrous CO-P450cam2003

    • 著者名/発表者名
      S.Nagano, H.Shimada, A.Tarumi, T.Hishiki, Y.Kimata-Ariga, T.Egawa, M.Suematsu, SY Park, S.Adachi, Y.Shiro, Y.Ishimura
    • 雑誌名

      Biochemistry 42

      ページ: 14507-14514

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Search for the retinal-type photosynthetic microorganisms from the Japanese sea2003

    • 著者名/発表者名
      K.Ihara, K.Sugiura, S.Itoh
    • 雑誌名

      Ann.Report Interdiscipl.Res.Inst.Environ.Sci 22

      ページ: 51-60

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Direct observations of freeze-etching processes of ice-embedded biomembranes by atomic force microscopy2003

    • 著者名/発表者名
      D.Yamamoto, K.Tani, T.Gotoh, T.Kouyama
    • 雑誌名

      Micron 34

      ページ: 9-18

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Infrared spectroscopic and rnutational studies on putidaredoxin-induced conformational changes in ferrous CO-P450cam2003

    • 著者名/発表者名
      S.Nagano, H.Shimada, A.Tarumi, T.Hishiki, Y.Kimata-Ariga, T.Egawa, M.Suematsu, S.-Y.Park, S.Adachi, Y.Shiro, Y.Ishimura
    • 雑誌名

      Biochemistry 42

      ページ: 14507-14514

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Search for the retinal-type photosynthetic microorganisms from the japanease sea2003

    • 著者名/発表者名
      K.Ihara, K.Sugiura, S.Ito
    • 雑誌名

      Ann.Report Interdiscipl.Res.Inst.Environ.Sci. 22

      ページ: 51-60

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Crystal structure of the L intermediate of bacteriorhodopsin.2003

    • 著者名/発表者名
      T.Kouyama.
    • 雑誌名

      Spring-8 Reseach Frontiers

      ページ: 26-27

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Crystal structure of the 13-cis isomer of bacteriorhodopsin

    • 著者名/発表者名
      T.Nishikawa, M.Murakami, T.Kouyama
    • 雑誌名

      J.Mol.Biol. (Submitted)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Crystal Structure of the 13-cis Isomer of Bacteriorhodopsin in the Dark-Adapted State

    • 著者名/発表者名
      T.Nishikawa, M.Murakami, T.Kouyama
    • 雑誌名

      J.Mol.Biol. (submitted)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Kouyama, et al.: "Crystal Structure of the L intermediate of bacteriorhodopsin : Evidence for vertical translocation of a water molecule during the proton pumping cycle"Nucl.Instr.Meth. 335. 531-546 (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Hino et al.: "Icosahedral assembly of the light-harvesting chrolophyll a/b protein complex from pea thylakoid membranes"Acta Crystallography. In Press. (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] T.Kouyama: "Crystal structure of the L intermediate of bacteriorhodopsin"Spring-8 Research Frontier. To be published. (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] S.Adachi et al.: "irect Observation of Photolysis-induced Tertiary Structural Changes in Hemoglobin"Proc.Natl.Acad.Sci.USA. 100. 7039-7044 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] D.-S.Lee et al.: "Substrate recognition and molecular mechanism of fatty acid hydroxylation by cytochrome P450 from Bacillus subtilis : Crystallographic, spectroscopic and mutational studies"J.Biol.Chem.. 278. 9761-9767 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 神山 勉: "X銭結晶構造解析, 電子線構造解析"日本光合成学会編・光合成事典(学会出版センター). 29-30 (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書

URL: 

公開日: 2003-04-01   更新日: 2016-04-21  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi