| 研究課題/領域番号 |
21H02417
|
|---|
| 研究種目 |
基盤研究(B)
|
| 配分区分 | 補助金 |
|---|
| 応募区分 | 一般 |
|---|
| 審査区分 |
小区分43020:構造生物化学関連
|
|---|
| 研究機関 | 大阪大学 |
|---|
研究代表者 |
栗栖 源嗣 大阪大学, 蛋白質研究所, 教授 (90294131)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
|
| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
|
| 配分額 *注記 |
17,550千円 (直接経費: 13,500千円、間接経費: 4,050千円)
2023年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円)
2022年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2021年度: 7,020千円 (直接経費: 5,400千円、間接経費: 1,620千円)
|
|---|
| キーワード | 構造生物学 / 光合成 / 電子伝達 / 金属蛋白質 / レドックス代謝 / 金属タンパク質 / 生物物理学 / 電子伝達複合体 |
|---|
| 研究開始時の研究の概要 |
葉緑体内のレドックス代謝反応の多くは，電子伝達タンパク質フェレドキシン（Fd）に依存して駆動される。しかし，Fdとレドックス代謝酵素の複合体形成は過渡的で，酵素反応が進行すると複合体は解離してしまう。そのため構造解析には困難と妥協が伴った。研究代表者は，自身のこれまでの研究の蓄積からFdの酸化還元状態は比較的小さな構造変化であっても，過渡的複合体形成を考える上では非常に重大であると考えるに至った。そこで，高度化してきた再構成金属タンパク質の活用をベースに，原理的に不可能と考えられてきた「酸化型」と「還元型」とで形成する活性型複合体の精密構造解析を行う。
|
| 研究成果の概要 |
本研究では過渡的に形成する電子伝達複合体を対象に３つの項目で研究を遂行した。1）緑藻型光化学系I複合体（PS1：LHC1）とGa置換Fdとの複合体については，３状態での構造解析を行いGa置換Fdの結合前と後での構造変化やサブユニットの結合・解離について新しい発見があった。２）シアノバクテリア型光化学系I（PS1）とGa置換Fdとの複合体構造の高分解能化，については当初の目論見通り1.97Aという非常に高分解能での解析に成功した。３）還元状態にしたNative Fdと配位子置換再構成HydA1（odt型）との複合体構造解析ついては，技術的な困難もあり構造解析には至らなかった。
|
| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
高度化してきた再構成金属タンパク質の活用をベースに，原理的に不可能と考えられてきた「酸化型」と「還元型」とで形成する活性型複合体の精密構造解析を行った。具体的には，2種類の光化学系IとFdとの構造解析を高分解能で行い，構造決定が待たれている緑藻型のFd依存性[FeFe]ヒドロゲナーゼの構造解析にも同様の方法を展開した。前者については，想定通りの結果を得て論文発表を行ったが，緑藻型[FeFe]ヒドロゲナーゼについては結晶化することができなかった。結晶化不要のCryo-EMに切り替えて活性型構造解析を展開している。本研究により，Redox状態を厳密にコントロールすることの重要性を示すことができた。
|
