膜蛋白質耐熱化のメタロミクス研究

• 研究課題/領域番号: 24570158
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 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, (連合)農学研究科(研究院), 助教 (20321755)
• 連携研究者: 大友 征宇 茨城大学, 理学部, 教授 (10213612)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円); 2014年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2013年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2012年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
• キーワード: 光合成細菌 / 膜タンパク質 / 耐熱性 / カルシウム / 全反射吸収赤外分光法 / 等温滴定熱量分析 / 共鳴ラマン分光法 / 原子吸光分光法 / 光捕集タンパク質 / 赤外分光法 / ラマン分光法 / 熱量分析 / 金属タンパク質 / 光合成 / ストロンチウム

研究成果の概要

葉緑体の祖先種である紅色光合成細菌の中で唯一熱を好んで生育するThermochromatium tepidumは、カルシウムイオンを巧みに利用することにより、光を電気エネルギーに変換する光捕集反応中心蛋白質の安定性を高めている。本研究では、さまざまな物理化学的な手法を用いて、金属ー蛋白質間相互作用、金属ー色素間相互作用、金属結合部位を解析することにより、Thermochromatium tepidum由来光捕集反応中心蛋白質における耐熱性向上の分子機構について有益な知見を得た。

研究成果

• [雑誌論文] The Roles of C-terminal Residues on the Thermal Stability and Local Heme Environment of Cytochrome c' from the Thermophilic Purple Sulfur Bacterium Thermochromatium (2015)
  • 著者名/発表者名: Kimura, Y., Kasuga, S., Unno, M., Furusawa, T., Osoegawa, S., Sasaki, Y., Ohno, T., and Wang-Otomo, Z.-Y.
  • 雑誌名: Photosynthesis Research 巻: 124 号: 1 ページ: 19-29
  • DOI: 10.1007/s11120-014-0069-6
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] ATR–FTIR Detection of Metal-Sensitive Structural Changes in the Light-Harvesting 1 Reaction Center Complex from the Thermophilic Purple Sulfur Bacterium Thermochromatium tepidum (2013)
  • 著者名/発表者名: Yong Li, Yukihiro Kimura, Teruhisa Arikawa, Zheng-Yu Wang-Otomo, and Takashi Ohno
  • 雑誌名: Biochemistry 巻: 52 号: 50 ページ: 9001-9008
  • DOI: 10.1021/bi401033y
  • 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 (2013)
  • 著者名/発表者名: Yukihiro Kimura, Yuta Inada, Long-Jiang Yu, Takashi Ohno, and Zheng-Yu Wang,
  • 雑誌名: Photosynthesis Research for Food, Fuel and the Future, Advanced Topics in Science and Technology in China 巻: VI ページ: 105-109
• [学会発表] Thermodynamic analysis of metal-protein interaction in the light-harvesting 1 reaction center complex from purple sulfur bacteria (2014)
  • 著者名/発表者名: Kimura, Y., Hayashi, Y., Wang, Z.-Y., and Ohno, T.
  • 学会等名: The 52nd Annual Meeting of the BSJ
  • 発表場所: Sapporo Convention Center
  • 年月日: 2014-09-25 – 2014-09-27
• [学会発表] Isotope-edited ATR-FTIR analysis of light-harvesting 1 reaction center complex from thermophilic purple photosynthetic bacteria (2014)
  • 著者名/発表者名: Yura, Y., Kimura, Y., Wang, Z.-Y., and Ohno, T.
  • 学会等名: The 52nd Annual Meeting of the BSJ
  • 発表場所: Sapporo Convention Center
  • 年月日: 2014-09-25 – 2014-09-27
• [学会発表] 同位体置換された好熱性紅色細菌Thermochromatium tepidum由来光捕集１反応中心複合体の振動分光学的解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 木村行宏、由良優季、永麗、大友征宇、大野隆
  • 学会等名: 第22回光合成セミナー：反応中心と色素系の多様性
  • 発表場所: 名古屋工業大学
  • 年月日: 2014-07-12 – 2014-07-13
• [学会発表] 好熱性紅色細菌由来光捕集１反応中心複合体のメタロミクス解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 林勇介、木村行宏、大友征宇、大野隆
  • 学会等名: 第22回光合成セミナー：反応中心と色素系の多様性
  • 発表場所: 名古屋工業大学
  • 年月日: 2014-07-12 – 2014-07-13
• [学会発表] Metal cations modulate protein conformation and thermal stability of light-harvesting 1 reaction center complexes from purple sulfur photosynthetic bacteria (2014)
  • 著者名/発表者名: Kimura, Y., Yura, Y., Yong Li, Wang, Z.-Y., and Ohno T.
  • 学会等名: The 2nd Awaji International Workshop on Electron Spin Science & Technology
  • 発表場所: Awaji Yumebutai
  • 年月日: 2014-06-15 – 2014-06-17
  • 招待講演
• [学会発表] Molecular mechanisms for the enhanced thermal stability and unusually red-shifted Qy transition of light-harvesting 1 complexes from thermophilic purple sulfur bacterium Thermochromatium tepidum as revealed by vibrational spectroscopy (2013)
  • 著者名/発表者名: Kimura, Y., Yong Li, Arikawa, T., Inada, Y., Wang, Z.-Y., and Ohno, T.
  • 学会等名: 16th International Congress on Photosynthesis
  • 発表場所: Hyatt Regency at The Arch
• [学会発表] 好熱性紅色細菌由来光捕集１反応中心複合体の耐熱化を制御する構造変化の振動分光学的検出 (2013)
  • 著者名/発表者名: 木村行宏、永麗、有川曜央、大友征宇、大野隆
  • 学会等名: 第２１回光合成の色素系と反応中心に関するセミナー
  • 発表場所: 名古屋工業大学
• [学会発表] 全反射吸収赤外分光法による紅色硫黄光合成細菌Thermochromatium tepidum由来光捕集1膜蛋白質複合体の構造解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 永麗、木村行宏、大友征宇、大野隆
  • 学会等名: 日本化学会第93春季年会
  • 発表場所: 立命館大学びわこ・くさつキャンパ
• [学会発表] 灌流誘起赤外分光法による光合成膜蛋白質複合体の構造解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 永麗、木村行宏、大野隆
  • 学会等名: 第477回日本農芸化関西支部講演会
  • 発表場所: 神戸大学 六甲台キャンパス
• [学会発表] 紅色硫黄細菌由来光捕集１複合体における色素ー蛋白質相互作用の解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 木村行宏、稲田勇太、有川曜央、沼田朋子、大友征宇、大野隆
  • 学会等名: 第20回光合成の色素系と反応中心に関するセミナー
  • 発表場所: 大阪大学 豊中キャンパス
• [学会発表] 好熱性紅色硫黄細菌由来光捕集1複合体におけるBChl-aとTrp残基間の水素結合相互作用 (2012)
  • 著者名/発表者名: 永麗、木村行宏、沼田朋子、稲田勇太、有川曜央、大友征宇、大野隆
  • 学会等名: 第50回日本生物物理学会年会
  • 発表場所: 名古屋大学東山キャンパス
• [学会発表] Detection of pigment-protein interactions in photosynthetic purple bacteria by Near Infrared Raman Spectroscopy (2012)
  • 著者名/発表者名: Mumata, T., Inada, Y., Yong Li, Arikawa, T., Wang, Z.-Y., Ohno, T., and Kimura, Y.
  • 学会等名: Japan Analytical & Scientific Instruments Show
  • 発表場所: 幕張メッセ国際展示場
• [備考]
  • URL: http://www.edu.kobe-u.ac.jp/ans-bpc/