高圧下での蛋白質結晶構造解析

• 研究課題/領域番号: 21657027
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 構造生物化学
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 渡邉 信久 名古屋大学, シンクロトロン光研究センター, 教授 (70212321)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2011
• 研究課題ステータス: 完了 (2011年度)
• 配分額: 3,410千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 210千円); 2011年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2010年度: 800千円 (直接経費: 800千円); 2009年度: 1,700千円 (直接経費: 1,700千円)
• キーワード: 生物物理 / X線 / 結晶構造 / 圧力 / ダイヤモンドアンビルセル / 好圧菌 / 蛋白質 / DAC

研究概要

蛋白質の圧力適応メカニズムを解明するため,ダイヤモンドアンビルセルを用いる高圧結晶構造解析を開発した.深海細菌Shewanella benthica DB21MT_2のIPMDHと常圧菌S. oneidensis MR_1のIPMDHの一次構造は85%類似だが耐圧性には差がある.大気圧から650MPaの高圧下まで,約2A分解能で構造解析を実施し,高圧下で分子内に水分子が侵入していく様子を初めて直接捉えることに成功し,耐圧性と構造の関係を明らかにした.

研究成果

• [雑誌論文] High-pressure-induced water penetration into 3-isopropylmalate dehydrogenase (2012)
  • 著者名/発表者名: Nagae, T., Kawamura, T., Chavas, LMG., Niwa, K., Hasegawa, M., Kato, C. and Watanabe, N.
  • 雑誌名: Acta Cryst 巻: D68(3) 号: 3 ページ: 300-309
  • DOI: 10.1107/s1744309112001443
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structural analysis of 3-isopropylmalate dehydrogenase from the obligate piezophile Shewanella benthica DB21MT-2 and the nonpiezophile Shewanella oneidensis MR-1 (2012)
  • 著者名/発表者名: Nagae, T., Kato, C. and Watanabe, N.
  • 雑誌名: Acta Cryst. 巻: F68(3) 号: 3 ページ: 265-268
  • DOI: 10.1107/s0907444912001862
  • 査読あり
• [学会発表] Structure study of IPMDH from piezosensitive and piezophilic Shewanella species (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Nagae, T. Kawamura, L. Chavas, K. Niwa, M. Hasegawa, C. Kato, N. Watanabe
  • 学会等名: XXII Congress of the International Union of Crystallography
  • 発表場所: Madrid, Spain
• [学会発表] 高圧蛋白質結晶構造解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 永江峰幸,河村高志, Leonard Chavas,丹羽健,長谷川正,加藤千明,渡邉信久
  • 学会等名: 第28回PFシンポジウム
  • 発表場所: つくば国際会議場
• [学会発表] Photon Factory and High-Pressure Macromolecular Crystallography (2011)
  • 著者名/発表者名: Chavas L. M. G, Nagae T, Watanabe N, Hiraki M, Yamada Y, Igarashi N, Matsugaki N, Wakatsuki S
  • 学会等名: 第28回PFシンポジウム
  • 発表場所: つくば国際会議場
• [学会発表] Shewanella属常圧菌と好圧菌由来3-イソプロピルリンゴ酸脱水素酵素の高圧蛋白質結晶構造解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 永江峰幸,河村高志,レオナルドシャバス,丹羽健,長谷川正,加藤千明,渡邉信久
  • 学会等名: 日本蛋白質科学会年会
  • 発表場所: ホテル阪急エクスポパーク
• [学会発表] High-Pressure Macromolecular Crystallography at PF (2011)
  • 著者名/発表者名: Chavas L. M. G, Nagae T, Watanabe NHiraki M, Yamada Y, Igarashi N, Matsugaki N, Wakatsuki S
  • 学会等名: 日本放射光学会年会
  • 発表場所: つくば国際会議場
• [学会発表] Structure study of IPMDH from piezosensitive and piezophilic Shewanella species (2011)
  • 著者名/発表者名: T.Nagae, T.Kawamura, L.Chavas, K.Niwa, M.Hasegawa, C.Kato, N.Watanabe
  • 学会等名: XXII Congress of the International Union of Crys tallography (IUCr2011)
  • 発表場所: Madrid (Spain)
• [学会発表] 高圧蛋白質結晶構造解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 永江峰幸, 河村高志, Leonard Chavas, 丹羽健, 長谷川正, 加藤千明, 渡邉信久
  • 学会等名: 第28回PFシンポジウム
  • 発表場所: つくば国際会議場(茨城県)
• [学会発表] Photon Factory and High-Pressure Macromolecular Crystallography (2011)
  • 著者名/発表者名: Chavas LMG, Nagae T, Watanabe N, Hiraki M, Yamada Y, Igarashi N, Matsugaki N, Wakatsuki S
  • 学会等名: 第28回PFシンポジウム
  • 発表場所: つくば国際会議場(茨城県)
• [学会発表] Shewanella属常圧菌と好圧菌由来3-イソプロピルリンゴ酸脱水素酵素の高圧蛋白質結晶構造解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 永江峰幸, 河村高志, レオナルドシャバス, 丹羽健, 長谷川正, 加藤千明, 渡邉信久
  • 学会等名: 日本蛋白質科学会年会
  • 発表場所: ホテル阪急エクスポパーク(大阪府)
• [学会発表] Shewanella属好圧性細菌由来3-isopropylmalate dehydrogenaseの高圧結晶構造解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 永江峰幸, 河村高志, Leonard Chavas, 加藤千明, 渡邉信久
  • 学会等名: 日本結晶学会年会
  • 発表場所: 大阪大学コンベンションセンター
  • 年月日: 2010-12-05
• [学会発表] Shewanella属好圧性細菌由来3-isopropylmalate dehydrogenaseの結晶構造解析と圧力耐性の構造基盤 (2010)
  • 著者名/発表者名: 永江峰幸, 河村高志, 山根隆, 加藤千明, 渡邉信久
  • 学会等名: 日本蛋白質科学会年会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター
  • 年月日: 2010-06-17
• [学会発表] Shewanella属好圧性細菌由来3-isopropylmalate dehydrogenaseの高圧結晶構造解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 永江峰幸,河村高志, Leonard Chavas,加藤千明,渡邉信久
  • 学会等名: 結晶学会年会
  • 発表場所: 大阪大学コンベンションセンター
• [学会発表] Shewanella属好圧性細菌由来3-isopropylmalate dehydrogenaseの結晶構造解析と圧力耐性の構造基盤 (2010)
  • 著者名/発表者名: 永江峰幸,河村高志,山根隆,加藤千明,渡邉信久
  • 学会等名: 蛋白質科学会年会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター
• [学会発表] Shewanella属好圧性細菌の3-イソプロピルリンゴ酸脱水素酵素の結晶構造解析 (2009)
  • 著者名/発表者名: 永江峰幸,河村高志,山根隆,渡邉信久
  • 学会等名: 日本結晶学会年会
  • 発表場所: 関西学院大学