人工電子伝達蛋白複合体の構築と分子間電子移動メカニズムの化学

• 研究課題/領域番号: 23750190
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 生体関連化学
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 野尻 正樹 大阪大学, 理学(系)研究科(研究院), 講師 (20333346)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2013
• 研究課題ステータス: 完了 (2013年度)
• 配分額: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円); 2013年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円); 2012年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円); 2011年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
• キーワード: 電子移動反応 / 電子伝達蛋白質 / 蛋白質複合体 / 過渡的複合体 / X線結晶構造解析 / ブルー銅蛋白質 / シトクロムc / 亜硝酸還元酵素 / 電子伝達タンパク質複合体 / 蛋白質電子移動 / 電子移動 / 金属蛋白質 / 電子伝達 / 複合体

研究概要

一般的に、溶液中でフリーの蛋白質分子同士の間で起こる分子間電子伝達反応では、その電子移動反応が起こる際にそれら分子同士で瞬間的に準安定な複合体を形成し、その短時間内に様々な電子移動機構に関わる反応・変化がそれぞれの分子内部で起こる。しかしながら、その不安定さから複合体状態のままで解析することが困難なため、今も未解明な部分が多い。そこで、本研究では電子伝達パートナー分子同士を人工的に共有結合で結ぶ、あるいは天然でそれらが融合した試料を用いて、そのX線結晶構造解析ならびに物理化学的解析を行い、これまで未知の領域であった“蛋白質複合体形成時に起こる電子伝達反応機構”について新しい知見が得られた。

研究成果

• [雑誌論文] Structural and functional characterization of the Geobacillus copper nitrite reductase : involvement of the unique N-terminal region in the interprotein electron transfer with its redox partner (2014)
  • 著者名/発表者名: Fukuda, Y., Koteishi, H., Yoneda, R., Tamada, T., Takami, H., Inoue, T., Nojiri, M.
  • 雑誌名: Biochim. Biophys. Acta 巻: 1837 ページ: 396-405
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structural insights into the function of a thermostable copper-containing nitrite reductase (2014)
  • 著者名/発表者名: Fukuda, Y., Tse, K. M., Lintuluoto, M., Fukunishi, Y., Mizohata, E., Matsumura, H., Takami, H., Nojiri, M., Inoue, T.
  • 雑誌名: J. Biochem. 巻: 155 ページ: 123-135
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structural and functional characterization of the Geobacillus copper nitrite reductase : roles of the unique N-terminal region on the interprotein electron transfer with its redox partner (2014)
  • 著者名/発表者名: Y Fukuda, H Koteishi, et al.
  • 雑誌名: Biochimica et Biephysica Acta Bioenergetics 巻: 1837 号: 3 ページ: 396-405
  • DOI: 10.1016/j.bbabio.2014.01.004
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structural insights into the function of a thermostable copper-containing nitrite reductase (2014)
  • 著者名/発表者名: Y Fukuda, et al.
  • 雑誌名: The Journal of Biochemistry 巻: 155 号: 2 ページ: 123-135
  • DOI: 10.1093/jb/mvt107
  • 査読あり
• [雑誌論文] The structure of the cytochrome p450cam-putidaredoxin complex determined by paramagnetic NMR spectroscopy and crystallography (2013)
  • 著者名/発表者名: Hiruma, Y., Hass, M. A., Kikui, Y., Liu, W. M., Ölmez, B., Skinner, S. P., Blok, A., Kloosterman, A., Koteishi, H., Löhr, F., Schwalbe, H., Nojiri, M., Ubbink, M.
  • 雑誌名: J. Mol. Biol. 巻: 425 ページ: 4353-4365
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structural and mechanistic insights into the electron-flow through protein for cytochrome c-tethering copper nitrite reductase (2013)
  • 著者名/発表者名: Tsuda, A., Ishikawa, R., Koteishi, H., Tange, K., Fukuda, Y., Kobayashi, K., Inoue, T., Nojiri, M.
  • 雑誌名: J. Biochem. 巻: 154 ページ: 51-60
  • 査読あり
• [雑誌論文] タンパク質分子間電子伝達機構の構造基盤.(総説) (2013)
  • 著者名/発表者名: 野尻正樹
  • 雑誌名: 生化学(日本生化学会) 巻: 85 ページ: 5-12
• [雑誌論文] The structure of the cytochrome P450cam-putidaredoxin complex determined by paramagnetic NMR spectroscopy and crystallography. (2013)
  • 著者名/発表者名: Hiruma, Y., Hass, M.A., Kikui, Y., Liu, W.M., Olmez, B., Skinner, S.P., Blok, A., Kloosterman, A., Koteishi, H., Lohr, F., Schwalbe, H., Nojiri, M., Ubbink, M.
  • 雑誌名: J. Mol. Biol. 巻: 425 号: 22 ページ: 1127-1133
  • DOI: 10.1016/j.jmb.2013.07.006
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structural and mechanistic insights into the electron-flow through protein for cytochrome c-tethering copper nitrite reductase (2013)
  • 著者名/発表者名: 津田愛子, 石川良助, 小手石博康, 丹下幸助, 福田楊太, 小林一雄, 井上豪, 野尻正樹
  • 雑誌名: J. Bioche. 巻: 154 号: 1 ページ: 51-60
  • DOI: 10.1093/jb/mvt023
  • 査読あり
• [雑誌論文] タンパク質分子間電子伝達機構の構造基盤 (2013)
  • 著者名/発表者名: 野尻正樹
  • 雑誌名: 生化学 巻: 85 ページ: 5-12
  • NAID: 10031146002
• [雑誌論文] タンパク質分子間電子移動反応の構造的ならびに機構的洞察 (2012)
  • 著者名/発表者名: 小手石泰康、野尻正樹
  • 雑誌名: 生産と技術(生産技術振興会) 巻: 64 ページ: 76-79
  • NAID: 40019176577
• [雑誌論文] タンパク質分子間電子移動反応の構造的ならびに機構的洞察 (2012)
  • 著者名/発表者名: 小手石泰康、野尻正樹
  • 雑誌名: 生産と技術 巻: 64 ページ: 76-79
  • NAID: 40019176577
• [雑誌論文] Cloning, expression, purification, crystallization and preliminary X-ray crystallographic study of GK0767, the copper-containing nitrite reductase from Geobacillus kaustophilus (2011)
  • 著者名/発表者名: Fukuda, Y., Tamada, T., Takami, H., Suzuki, S., Inoue, T., Nojiri, M.
  • 雑誌名: Acta Cryst 巻: F67 ページ: 692-695
  • 査読あり
• [雑誌論文] Atomic Description of Inter-protein Electron Transfer for Biological Nitrite Reduction in the Global Nitrogen Cycle (2011)
  • 著者名/発表者名: Nojiri, M., Suzuki, S.
  • 雑誌名: Annual Report of Osaka Univ., Academic Achievement 2009-2010 (10 Papers Selection) ページ: 12-14
• [雑誌論文] Atomic Description of Inter-protein Electron Transfer Reaction for Biological Nitrite Reduction in the Global Nitrogen Cycle (2011)
  • 著者名/発表者名: Nojiri, M.
  • 雑誌名: SPring-8 Research Frontiers 巻: 2010 ページ: 30-31
• [雑誌論文] 過渡的な生体分子間相互作用を原子レベルで見る (2011)
  • 著者名/発表者名: 野尻正樹
  • 雑誌名: 化学と工業 ("飛翔する若手研究者"欄)(日本化学会) 巻: 10月号 ページ: 790-790
  • NAID: 10029684195
• [雑誌論文] Cloning, expression, purification, crystallization and preliminary X-ray crystallographic study of GK0767, the copper-containing nitrite reductase from Geobacillus kaustophilus. (2011)
  • 著者名/発表者名: Fukuda, Y., Tamada, T., Takami, H., Suzuki, S., Inoue, T., Nojiri, M.
  • 雑誌名: Acta Cryst. F 巻: 67 号: 6 ページ: 692-695
  • DOI: 10.1107/s1744309111013297
  • 査読あり
• [学会発表] 高度好熱菌由来の銅含有亜硝酸還元酵素の構造と機能 (2013)
  • 著者名/発表者名: 米田涼平、石原加奈子、永田智大、福田庸太、小手石泰康、井上豪、野尻正樹
  • 学会等名: 第86回日本生化学会大会
  • 発表場所: 横浜パシフィコ
  • 年月日: 2013-09-11
• [学会発表] 銅含有亜硝酸還元酵素のタイプ1銅部位の原子分解能構造解析と電子伝達活性 (2013)
  • 著者名/発表者名: 野尻正樹、米田涼平、小手石泰康、福田庸太、平大輔、井上豪
  • 学会等名: 第40回生体分子科学討論会
  • 発表場所: 大阪大学
  • 年月日: 2013-06-07
• [学会発表] X-ray diffraction studies on the Protein-Protein Interaction for Interprotein Electron Transfer between Copper Nitrite Reductase and its Redox Partner (2013)
  • 著者名/発表者名: Nojiri, M.
  • 学会等名: ESF-EMBO Symposium "Molecular Perspectives On Protein-Protein Interaction"
  • 発表場所: Pultusk, Poland
  • 年月日: 2013-05-27
• [学会発表] Cytochrome P450camとPutidaredoxinの過渡的電子伝達複合体の結晶構造 (2013)
  • 著者名/発表者名: 菊井雄基、Yoshitaka Hiruma、小手石泰康、Mathias A.S. Hass、Marcellus Ubbink、野尻正樹
  • 学会等名: 平成２５年度日本結晶学会年会
  • 発表場所: 熊本大学
• [学会発表] 高度高熱菌由来の銅含有亜硝酸還元酵素の構造と機能 (2013)
  • 著者名/発表者名: 米田涼平、石原加奈子、永田智大、福田庸太、小手石泰康、井上豪、野尻正樹
  • 学会等名: 第８６回日本生化学会大会
  • 発表場所: 横浜パシフィコ
• [学会発表] 銅含有亜硝酸還元酵素のタイプ１銅部位の原子分解能構造解析と電子伝達活性 (2013)
  • 著者名/発表者名: 野尻正樹、米田涼平、小手石泰康、福田庸太、平大輔、井上豪
  • 学会等名: 第４０回生体分子科学討論会
  • 発表場所: 大阪大学
• [学会発表] X-ray diffraction studies on the protein-protein interaction for interprotein electron transfer between copper nitrite reductase and its redox partner. (2013)
  • 著者名/発表者名: Nojiri, M.
  • 学会等名: ESF-EMBO Res. Conf., On Molecular Perspectives on Protein-Protein Interactions 2013
  • 発表場所: Pultusk, Poland
• [学会発表] 生体分子間電子伝達反応における特異的で多様な分子認識機構の構造生物化学 (2012)
  • 著者名/発表者名: 野尻正樹
  • 学会等名: 第92回日本化学会年会「第25回若い世代の特別講演会」
  • 発表場所: 慶応義塾大学(講演証受証講演)
  • 年月日: 2012-03-25
• [学会発表] 生体分子間電子伝達反応における特異的で多様な分子認識機構の構造生物化学（講演証 受証講演） (2012)
  • 著者名/発表者名: 野尻正樹
  • 学会等名: 日本化学会年会（若い世代の特別講演会）(招待講演)
  • 発表場所: 慶応義塾大学
• [学会発表] 高分解能電子伝達複合体結晶構造を用いた蛋白質分子間相互作用と電子移動反応過程の解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 野尻正樹
  • 学会等名: 第84回日本生化学会大会
  • 発表場所: 京都国際会議場 (シンポジウム依頼講演)
  • 年月日: 2011-09-21
• [学会発表] 高分解能電子伝達複合体構造を用いた蛋白質分子間相互作用と電子移動反応過程の解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 野尻正樹
  • 学会等名: 第49回 日本生物物理学会年会
  • 発表場所: 兵庫県立大学 (シンポジウム 依頼講)
  • 年月日: 2011-09-17
• [学会発表] 高分解能電子伝達複合体構造を用いた蛋白質分子間相互作用と電子移動反応過程の解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 福田庸太、小手石泰康、井上豪、野尻正樹
  • 学会等名: 第11回日本蛋白質科学会年会
  • 発表場所: ホテル阪急エキスポパーク
  • 年月日: 2011-06-08
• [学会発表] 生物学的脱窒過程における蛋白質分子間電子伝達反応の構造基盤（奨励賞 受賞講演） (2011)
  • 著者名/発表者名: 野尻正樹
  • 学会等名: 第８４回日本生化学会大会(招待講演)
  • 発表場所: 国立京都国際会議場
• [学会発表] 高分解能電子伝達複合体結晶構造を用いた蛋白質分子間相互作用と電子移動反応過程の解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 野尻正樹
  • 学会等名: 第８４回日本生化学会大会（シンポジウム レドックス反応システムによる細胞機能制御）(招待講演)
  • 発表場所: 国立京都国際会議場
• [学会発表] 高分解能電子伝達複合体構造を用いた蛋白質分子間相互作用と電子移動反応過程の解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 野尻正樹
  • 学会等名: 第４９回 日本生物物理学会年会（シンポジウム タンパク質複合体研究の新展開）(招待講演)
  • 発表場所: 兵庫県立大学