好熱性紅色光合成細菌のカルシウムイオンによる耐熱性獲得機構の解明

• 研究課題/領域番号: 20770102
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 機能生物化学
• 研究機関: 神戸大学
• 研究代表者: 木村 行宏 神戸大学, 自然科学系先端融合研究環重点研究部, 助教 (20321755)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2010
• 研究課題ステータス: 完了 (2010年度)
• 配分額: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円); 2010年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円); 2009年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2008年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
• キーワード: 紅色光合成細菌 / 耐熱性 / カルシウム / ストロンチウム / 金属蛋白質 / 光捕集反応中心複合体 / カルシウムイオン / ストロンチウムイオン / 生物物理 / 蛋白質 / 光合成

研究概要

Ca^<2+>との相互作用により耐熱性と異常な吸収特性を示す好熱性紅色細菌Thermochromatium tepidum由来光捕集反応中心複合体の分光学的、熱力学的解析を行い、光捕集複合体C末端近傍とCa^<2+>の相互作用により顕著な構造変化は起こさず、色素の配向状態や蛋白質の熱安定性が精密に制御されていることを明らかにした。また、Sr^<2+>が生合成的にCa^<2+>と置換し得ることを見出し、その特性評価を行った。

研究成果

• [雑誌論文] A Spectroscopic Variant of the Light-Harvesting 1 Core Complex from the Thermophilic Purple Sulfur Bacterium Thermochromatium tepidum (2011)
  • 著者名/発表者名: Kimura, Y., Inada, Y., Yu, L.-J., Wang, Z.-Y., Ohno, T.
  • 雑誌名: Biochemistry 50 ページ: 3638-3648
  • 査読あり
• [雑誌論文] A Spectroscopic Variant of the Light-Harvesting 1 Core Complex from the Thermophilic Purple Sulfur Bacterium Thermochromatium tepidum (2011)
  • 著者名/発表者名: Y.Kimura
  • 雑誌名: Biochemistry 巻: (in press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Strontium Ions Are Functionally Replaceable with Calcium Ions in the Light-Harvesting 1 Reaction Center Core Complex from Thermophilic Purple Sulfur bacterium Thermochromatium tepidum (2011)
  • 著者名/発表者名: Y.Kimura
  • 雑誌名: Proceedings of 15^<th> International Congress on Photosynthesis 巻: (in press)
• [雑誌論文] Calcium Ions Are Involved in the Thermostability and the Unusual Red-Shift of LH1 Q_y Transition of the Core Complex from Thermophilic Purple Sulfur Bacterium Thermochromatium tepidum (2011)
  • 著者名/発表者名: Y.Kimura
  • 雑誌名: Proceedings of 15^<th> International Congress on Photosynthesis 巻: (in press)
• [雑誌論文] Calcium Ions Are Required for the Enhanced Thermal Stability of the Light-harvesting-Reaction Center Core Complex from Thermophilic Purple Sulfur Bacterium Thermochromatium tepidum (2009)
  • 著者名/発表者名: Kimura, Y., Yu, L.-J., Hirano, Y., Suzuki, H., Wang, Z.-Y.
  • 雑誌名: Journal of Biological Chemistry 284 ページ: 93-99
  • 査読あり
• [雑誌論文] Strontium ions are functionally replaceable with calcium ions in the light-harvesting 1 reaction center core complex from Thermophilic purple sulfur bacterium Thermochromatium tepidum
  • 著者名/発表者名: Kimura, Y., Inada, Y. Yu, L.-J., Ohno, T., Wang, Z.-Y.
  • 雑誌名: proceedings of 15^<th> International Congress on Photosynthesis, Beijing, Aug. in press
• [雑誌論文] Calcium ions are involved in the thermostability and the unusual red-shift of LH1 Q transition of the core complex from Thermophilic purple sulfur bacterium Thermochromatium tepidum
  • 著者名/発表者名: Kimura, Y., Yu, L.-J., Hirano, Y., Suzuki, H., Wang, Z.-Y.
  • 雑誌名: proceedings of 15^<th> International Congress on Photosynthesis, Beijing, Aug. in press
• [学会発表] Structural and functional roles of metal cations in the Photosynthetic core complex from thermophilic purple sulfur bacterium Thermochromatium tepidum (2010)
  • 著者名/発表者名: Kimura, Y., Inada, Y., Hirano, Y., Yu, L.-J., Wang, Z.-Y, Ohno, T.
  • 学会等名: The International Chemical Congress of Pacific Basin Societies
  • 発表場所: Honolulu, U.S.A
• [学会発表] Strontium Ions Are Functionally Replaceable with Calcium Ions in the Light-Harvesting 1 Reaction Center Core Complex from Thermophilic Purple Sulfur bacterium Thermochromatium tepidum (2010)
  • 著者名/発表者名: Kimura, Y., Inada, Y., Yu, L.-J., Ohno, T., Wang, Z.-Y.
  • 学会等名: 15^<th> International Congress on Photosynthesis
  • 発表場所: Beijing, China, Aug
• [学会発表] Calcium Ions Are Involved in the Thermostability and the Unusual Red-Shift of LH1 Q Transition of the Core Complex from Thermophilic Purple Sulfur Bacterium Thermochromatium tepidum. (2010)
  • 著者名/発表者名: Kimura, Y., Yu, L.-J., Hirano, Y, Suzuki, H., Wang, Z.-Y.
  • 学会等名: 15^<th> International Congress on Photosynthesis
  • 発表場所: Beijing, China
• [学会発表] 生合成的にSr^<2+>置換された好熱性紅色硫黄細菌Thermochromatium tepidumにおける色素蛋白質複合体の特性評価 (2010)
  • 著者名/発表者名: 木村行宏、稲田勇太、春日草千子、佐々木悠子、Long-jiang Yu、Zheng-Yu Wang、大野隆
  • 学会等名: 第48回日本生物物理学会年会
  • 発表場所: 仙台
• [学会発表] Structural and functional roles of metal cations in the Photosynthetic core complex from thermophilic purple sulfur bacterium Thermochromatium tepidum (2010)
  • 著者名/発表者名: Y.Kimura
  • 学会等名: The International Chemical Congress of Pacific Basin Societies
  • 発表場所: Honolulu (USA)
• [学会発表] Strontium Ions Are Functionally Replaceable with Calcium Ions in the Light-Harvesting 1 Reaction Center Core Complex from Thermophilic Purple Sulfur bacterium Thermochromatium tepidum (2010)
  • 著者名/発表者名: Y.Kimura
  • 学会等名: 15^<th> International Congress on Photosynthesis
  • 発表場所: Beijing (China)
• [学会発表] Calcium Ions Are Involved in the Thermostability and the Unusual Red-Shift of LH1 Q_y Transition of the Core Complex from Thermophilic Purple Sulfur Bacterium Thermochromatium tepidum (2010)
  • 著者名/発表者名: Y.Kimura
  • 学会等名: 15^<th> International Congress on Photosynthesis
  • 発表場所: Beijing (China)
• [学会発表] 生合成的にSr^<2+>置換された好熱性紅色硫黄細菌Thermochromatium tepidumにおける色素蛋白質複合体の特性評価 (2010)
  • 著者名/発表者名: 木村行宏
  • 学会等名: 第48回日本生物物理学会年会
  • 発表場所: 東北大学(宮城県)
• [学会発表] 好熱性紅色光合成細菌由来Cytochromec'の耐熱性に関する研究 (2009)
  • 著者名/発表者名: 木村行宏
  • 学会等名: 特定領城研究「生体超分子構造」第6回公開シンポジウム
  • 発表場所: 千里ライフサイエンスセンター(大阪府)
  • 年月日: 2009-12-02
• [学会発表] 光合成光捕集反応中心複合体におけるCa^<2+>結合部位の検証 (2009)
  • 著者名/発表者名: Zheng-YuWang
  • 学会等名: 特定領域研究「生体超分子構造」第6回公開シンポジウム
  • 発表場所: 千里ライフサイエンスセンター(大阪府)
  • 年月日: 2009-12-02
• [学会発表] 好熱性光合成細菌Thermochromatium tepidum由来光捕集タンパク質-反応中心複合体の構造解析 (2009)
  • 著者名/発表者名: 平野優
  • 学会等名: 特定領域研究「生体超分子構造」第6回公開シンポジウム
  • 発表場所: 千里ライフサイエンスセンター(大阪府)
  • 年月日: 2009-12-02
• [学会発表] 好熱性紅色光合成細菌由来Cytochrome c'の耐熱性に関する研究 (2009)
  • 著者名/発表者名: 木村行宏、平野優、鈴木秀明、佐々木悠子、大野隆、三木邦夫、Zheng-Yu Wang.
  • 学会等名: 特定領域研究「生体超分子構造」第6回公開シンポジウム
  • 発表場所: 豊中
• [学会発表] 好熱性光合成細菌Thermochromatium tepudum由来光捕集タンパク質.反応中心複合体の構造解析 (2009)
  • 著者名/発表者名: 平野優、Long-jiang Yu、木村行宏、鈴木宏昭、Zheng-Yu Wang、三木邦夫
  • 学会等名: 特定領域研究「生体超分子構造」第6回公開シンポジウム
  • 発表場所: 豊中
• [学会発表] 光合成光捕集反応中心複合体におけるCa^<2+>結合部位の検証 (2009)
  • 著者名/発表者名: 加藤悟吾、Long-jiang Yu、平野優、木村行宏、Zheng-Yu Wang.
  • 学会等名: 特定領域研究「生体超分子構造」第6回公開シンポジウム
  • 発表場所: 豊中
• [学会発表] 好熱性光合成細菌由来のFlavocytochrome cとCytochrome c'の結晶構造解析と機能評価 (2009)
  • 著者名/発表者名: 源氏梨恵、平野優、木村行宏、木村綾乃、三木邦夫、大友征宇
  • 学会等名: 第9回日本蛋白質科学会年会
  • 発表場所: 熊本
• [学会発表] Calcium ions are involved in thermal stability and unusual Q_y, absorption of core light-harvesting complexes from Thermochromatium tepidum (2008)
  • 著者名/発表者名: 木村行宏
  • 学会等名: 第46回日本生物物理学会年会
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 2008-12-05
• [学会発表] 好熱性紅色光合成細菌Thermochromatium tepidum由来光捕集反応中心複合体におけるカルシウムイオンの構造的、機能的役割 (2008)
  • 著者名/発表者名: 木村行宏、平野優、Long-jiang Yu、鈴木宏昭、河村悠貴、大野隆、Jian-Ping Zhang、Zheng-Yu Wang.
  • 学会等名: 第46回日本生物物理学会年会
  • 発表場所: 福岡
• [学会発表] 好熱性紅色光合成細菌Thermochromatium tepidum由来cytochromeタンパク質flavocytochrome c551, cytochrome c'の結晶構造 (2008)
  • 著者名/発表者名: 平野優、木村行宏、高崎将充、牛島杏子、木村綾乃、源氏梨恵、鈴木秀明、三木邦夫、大友征宇
  • 学会等名: 第31回日本分子生物学会年会・第81回日本生化学会大会合同大会
  • 発表場所: 神戸
• [学会発表] 好熱性紅色光合成細菌Thermochromatium tepidum光捕集反応中心複合体のカルシウムイオンによる熱耐性獲得機構 (2008)
  • 著者名/発表者名: 木村行宏、平野優、Long-jiang Yu、大野隆、Zheng-Yu Wang.
  • 学会等名: 特定領域研究「生体超分子構造」第5回公開シンポジウム
  • 発表場所: 筑波
• [学会発表] 好熱性光合成細菌の光捕集反応中心複合体の結晶構造解析とカルシウム結合部位の特定 (2008)
  • 著者名/発表者名: Long-jiang Yu、平野優、木村行宏、Zheng-Yu Wang.
  • 学会等名: 特定領域研究「生体超分子構造」第5回公開シンポジウム
  • 発表場所: 筑波
• [図書] Photochemistry : UV/VIS Spectroscopy, Photochemical Reactions and Photosynthesis (2011)
  • 著者名/発表者名: Y.Yamauchi
  • 出版者: NOVA Science Publisher(in press)
• [図書] Photosystem at high temperature -mechanisms of adaptation and damage
  • 著者名/発表者名: Yamauchi, Y. Kimura, Y.
  • 出版者: NOVA Science(in press)
• [備考] ホームページ等
  • URL: http://www.edu.kobe-u.ac.jp/ans-bpc/seika.html
• [備考]
  • URL: http://www.edu.kobe-u.ac.jp/ans-bpc/seika.html
• [備考]
  • URL: http://www.edu.kobe-u.ac.jp/ans-bpc/seika.html