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超原子価硫黄原子を有する超分子複合体蛋白質による過酸化水素還元反応の制御機構解明

研究課題

研究課題/領域番号 18054019
研究種目

特定領域研究

配分区分補助金
審査区分 生物系
研究機関大阪大学

研究代表者

井上 豪  大阪大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (20263204)

研究分担者 中村 努  独立行政法人産業技術総合研究所, 企画本部, 企画主幹 (10357668)
石川 一彦  独立行政怯人産業技術総合研究所, セルエンジニアリング研究部門, 研究員 (90356436)
甲斐 泰  福井工業大学, 環境生命未来工学科, 教授 (40029236)
松村 浩由  大阪大学, 大学院・工学研究科, 助教 (30324809)
研究期間 (年度) 2006 – 2007
研究課題ステータス 完了 (2007年度)
配分額 *注記
5,300千円 (直接経費: 5,300千円)
2007年度: 3,100千円 (直接経費: 3,100千円)
2006年度: 2,200千円 (直接経費: 2,200千円)
キーワード超分子複合体 / チオレドキシンペルオキシダーゼ / 中間体構造 / X線結晶構造解析 / 反応機構を解明
研究概要

超好熱始原菌Aeropyrum pernix K1株由来のペルオキシレドキシン(Prx)であるThioredoxin Peroxidase(ApTPx)は、チオール依存型のペルオキシダーゼであり、過酸化水素H_2O_2やalkylperoxideを水やアルコールに還元する働きを持つ。ApTPxは、子量20万の10量体蛋白質であり、プロトマー1分子中に3つのシステイン残基(C50,C207,及びC213)を持ち、たとえば、過酸化水素を水に還元する反応を行う。これまでの研究から、ApTPxのアミノ酸配列は1-CysのPrxと相同性が高いのに対し、その反応機構は2-CysのPrxと同様に2つのシステイン残基(C50及びC213)が反応に必須であることが報告されている。
本研究課題では、変異体C50S,C20,7S,C213Sの結晶中で過酸化水素と反応させ、中間体構造を低温でトラップしてX線構造解析を行う方法で、ApTPxによるH_2O_2の還元機構の詳細の解明を目指した。その結果、C50SおよびC213SについてX線回折強度データの収集を行い構造精密化中で反応機構に関する知見はまだ得られていないが、C207S変異体からは、Cys50がCys-SHから、Cystein sulfenic acid (Cys-SOH)の状態へと酸化され、S-OH中間体を形成し、配位子数4の硫黄原子(10-S-4)を持つ超原子価構造をとることが判明した(Proceedings of the NattionalAcademy of Sciences USA(PNAS),in press)。

報告書

(2件)
  • 2007 実績報告書
  • 2006 実績報告書
  • 研究成果

    (22件)

すべて 2008 2007 2006

すべて 雑誌論文 (14件) (うち査読あり 6件) 学会発表 (2件) 図書 (6件)

  • [雑誌論文] Structural basis for the decarboxylation of orotidine 5' -monophosphate(OMP) by Plasmodium falciparum OMP decarboxylase.2008

    • 著者名/発表者名
      K., Tokuoka, et. al.
    • 雑誌名

      The Journal of Biochemistry 143

      ページ: 69-78

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Crystal structure of 5-methylthioribose 1-phosphate isomerase product complex from Bacillus subtilis: Implications for catalytic mechanism.2008

    • 著者名/発表者名
      H., Tamura, et. al.
    • 雑誌名

      Protein Science 17

      ページ: 126-135

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Novel cation-pi interaction revealed by crystal structure of thermoalk alophilic lipase.2008

    • 著者名/発表者名
      H., Matsumura, et. al.
    • 雑誌名

      PROTEINS: Structure, Function, and Bioinformatics 70

      ページ: 592-598

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effect of Solution Flow by Rotary Shaker on Protein Crystallization.2008

    • 著者名/発表者名
      R., Murai, et. al.
    • 雑誌名

      Journal of Crystal Growth (in press)

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Oxidation of archaeal peroxiredoxin involves a hypervalent sulfur intermediate.2008

    • 著者名/発表者名
      T., Nakamure, et. al.
    • 雑誌名

      Proceedings of the National Academy of Sciences USA (in press)

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Preparation, ctystallization and preliminary crystallographic analysis of old yellow enzyme from Trypanosoma cruzi.2007

    • 著者名/発表者名
      S., Sugiyama, et. al.
    • 雑誌名

      Acta Crystallographica Section F 63

      ページ: 896-898

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Crystal structure of intein homing endonuclease II encoded in the DNA polymerase gene from Hyperthermophilic Archaeon Thermococcus kodakaraensis strain KOD12006

    • 著者名/発表者名
      H.Matsumura, H.Takahashi, T.Inoue, T.Yamamoto, H.Hashimoto, M.Nishioka, S.Fujiwara, M.Takagi, T.Imanaka, Y.Kai
    • 雑誌名

      Proteins : Structure Function, and Bioinformatics 63巻3号

      ページ: 711-715

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Structural and Functional Characterization of HQL-79, an Orally, Selective Inhibitor of Human Hematopoietic Prostaglandin D Synthase2006

    • 著者名/発表者名
      Kousuke Aritake, Yuji Kado, Tsuyoshi Inoue, Masashi Miyano, Yoshihiro Urade
    • 雑誌名

      Journal of Biological Chemistry 281巻22号

      ページ: 15277-15286

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Application of Femtosecond Laser Ablation for Detaching Grown Protein Crystals from a Glass Capillary Tube2006

    • 著者名/発表者名
      M.Kashii, R.Fujisawa, H.Adachi, Y.Mori, T.Sasaki, Y.Koga, K.Takano, S.Kanaya, H.Matsumura, T.Inoue, S.Murakami, K.Sugamoto, H.Yoshikawa
    • 雑誌名

      Journal of Bioscience and Bioengineering 102巻4号

      ページ: 372-374

    • NAID

      110004839458

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Effect of ultrasonic irradiation on protein crystallization2006

    • 著者名/発表者名
      K.Kakinouchi, H.Adachi, H.Matsumura, T.Inoue, S.Murakami, Y.Mori, Y.Koga, K.Takano, S.Kanaya
    • 雑誌名

      Journal of Crystal Growth 292巻2号

      ページ: 437-440

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Cooling-rate screening system for determining protein crystal growth conditions2006

    • 著者名/発表者名
      R.Murai, S.Nakata, M.Kashii, H.Adachi, A.Niino, K.Takano, H.Matsumura, S.Murakami, T.Inoue, Y.Mori, T.Sasaki
    • 雑誌名

      Journal of Crystal Growth 292巻2号

      ページ: 433-436

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Crystallization and preliminary crystallographic analysis of orotidine 5'-monophosphate decarboxylase from the human malaria parasite Plasmodium falciparum2006

    • 著者名/発表者名
      S.R.Krungkrai, K.Tokuoka, Y.Kusakari, T.Inoue, H.Adachi, H.Matsumura, K.Takano, S.Murakami, Y.Mori, Y.Kai, J.Krungkrai, T.Horii
    • 雑誌名

      Acta Crystallographica Section F 62巻6号

      ページ: 542-545

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Purification, crystallization and preliminary X-ray diffraction of SecDF, a translocon-associated membrane protein, from Thermus thermophilus2006

    • 著者名/発表者名
      T.Tsukazaki, H.Mori, S.Fukai, T.Numata, A.Perederina, H.Adachi, H.Matsumura, K.Takano, S.Murakami, T.Inoue, Y.Mori, T.Sasaki, Dmitry, G.Vassylyev, O.Nureki, K.Ito
    • 雑誌名

      Acta Crystallographica Section F 62巻4号

      ページ: 376-380

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Crystallization and preliminary X-ray analysis of the tRNA thiolation enzyme MnmA from Escherichia coli complexed with tRNA^<Glu>.2006

    • 著者名/発表者名
      T.Numata, Y.Ikeuchi, S.Fukai, H.Adachi, H.Matsumura, K.Takano, S.Murakami, T.Inoue, Y.Mori, T.Sasaki, T.Suzuki, O.Nureki
    • 雑誌名

      Acta Crystallographica Section F 62巻4号

      ページ: 368-371

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [学会発表] 古細菌ペルオキシレドキシンに見られる超原子価構造2007

    • 著者名/発表者名
      井上 豪
    • 学会等名
      特定領域研究「生体超分子の構造形成と機能制御の原子機構」第3回ワークショップ
    • 発表場所
      静岡(ホテルニューアカオ)
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 古細菌ペルオキシレドキシンに見られる超原子価構造2007

    • 著者名/発表者名
      井上 豪
    • 学会等名
      特定領域研究「生体超分子構造]第4回公開シンポジウム
    • 発表場所
      大阪(千里ライフサ仁ンスセンター)
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [図書] 生物物理2007

    • 著者名/発表者名
      井上豪, 裏出良博
    • 総ページ数
      8
    • 出版者
      日本生物物理学会
    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [図書] ファルマシア2007

    • 著者名/発表者名
      井上豪, 福西快文, 坂田恒昭
    • 総ページ数
      5
    • 出版者
      社団法人 日本薬学会
    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [図書] 光学2007

    • 著者名/発表者名
      安達宏昭, 森勇介, 佐々木孝友, 高野和文, 井上豪, 松村浩由, 村上聡
    • 総ページ数
      5
    • 出版者
      日本光学会
    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [図書] 第5版 実験化学講座 5 化学実験のための基礎技術2006

    • 著者名/発表者名
      井上 豪, 松村浩由, 甲斐 泰
    • 総ページ数
      15
    • 出版者
      丸善株式会社
    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [図書] Functional and Structural Biology on the Lipo-network 20062006

    • 著者名/発表者名
      Yoshihiro Urade, Ikuko Mohri, Kosuke Aritake, Tsuyoshi Inoue, Masashi Miyano
    • 総ページ数
      30
    • 出版者
      TRANSWORLD RESEARCH NETWORK
    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [図書] 酵素工学ニュース2006

    • 著者名/発表者名
      安達宏昭, 森勇介, 佐々木孝友, 高野和文, 松村浩由, 井上豪, 村上聡
    • 総ページ数
      5
    • 出版者
      酵素工学研究会
    • 関連する報告書
      2006 実績報告書

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公開日: 2006-04-01   更新日: 2018-03-28  

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