多量体形成する重金属結合蛋白質の分子構造に関する研究

• 研究課題/領域番号: 24570163
• 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: 愛媛大学
• 研究代表者: 杉浦 美羽 愛媛大学, プロテオサイエンスセンター, 准教授 (80312255)
• 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: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円); 2014年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円); 2013年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円); 2012年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
• キーワード: 金属タンパク質 / メタロチオネイン / 金属結合タンパク質複合体

研究成果の概要

シアノバクテリアのZnおよびCdの重金属耐性を調べたところ、好熱性シアノバクテリアが常温性のものに比べて約100倍高い耐性を示した。細胞内に取り込んだ過剰の重金属を結合する重金属結合の低分子蛋白質「メタロチオネイン」の構造について調べたところ、8量体を形成して50原子のZnを結合していることを見いだした。本研究では更に、この蛋白質の分子構造をX線結晶解析によって、低分子蛋白質がどのように効率的に多原子の金属を結合できるのかを明らかにすることを試みた。タンパク質の発現精製を行い、10 umの結晶を得ることができたが、高解像度での構造解析までには期間内に至らなかったため、現在進行中である。

研究成果

• [雑誌論文] Electron transfer pathways from the S2-states to the S3-states either after a Ca2+/Sr2+ or a Cl-/I- exchange in Photosystem II from Thermosynechococcus elongatus. (2015)
  • 著者名/発表者名: Boussac, A., Rutherford, A.W, and Sugiura, M.
  • 雑誌名: Biochim. Biophys. Acta (Bioenergetics) 巻: 1847 ページ: 576-585
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Assembly of oxygen-evolving Photosystem II efficiently occurs with the apo-Cytb559 alone but the holo-Cytb559 increases the recovery rate of a functional enzyme upon photo-inhibition. (2014)
  • 著者名/発表者名: Sugiura, M., Nakamura, M., Koyama, K., and Boussac, A.
  • 雑誌名: Biochim. Biophys. Acta (Bioenergetics) 巻: 1847 ページ: 276-285
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Modification of the pheophytin redox potential in Thermosynechococcus elongatus Photosystem II with PsbA3 as D1. (2014)
  • 著者名/発表者名: Sugiura, M., Azami, C., Koyama, K., Rutherford, A. W., Rappaport, F., and Boussac, A.
  • 雑誌名: Biochim. Biophys. Acta (Bioenergetics) 巻: 1837 ページ: 139-148
  • 査読あり
• [雑誌論文] Some Photosystem II properties depending on the D1 protein variants in Thermosynechococcus elongatus (2014)
  • 著者名/発表者名: Sugiura, M. and Boussac, A.
  • 雑誌名: Biochim. Biophys. Acta (Bioenergetics) 巻: 1837
  • 査読あり
• [雑誌論文] Evidence for an unprecedented histidine hydroxyl modification on D2-His336 in Photosystem II of Thermosynechoccocus vulcanus and Thermosynechoccocus elongatus (2013)
  • 著者名/発表者名: Sugiura, M., Koyama, K., Umena, Y., Kawakami, K., Shen, J.-R., Kamiya, N., and Boussac, A.
  • 雑誌名: Biochemistr 巻: 52 ページ: 9427-9431
  • 査読あり
• [雑誌論文] The Tll0287 protein is a hemoprotein associated with the PsbA2-Photosystem II complex in Thermosynechococcus elongatus. (2013)
  • 著者名/発表者名: Boussac, A., Koyama, K., and Sugiura. M.
  • 雑誌名: Biochim. Biophys. Acta (Bioenergetics) 巻: 1827 ページ: 1174-1182
  • 査読あり
• [雑誌論文] Crystal structure at 1.5 A resolution of the PsbV2 cytochrome from the cyanobacterium Thermosynechococcus elongatus (2013)
  • 著者名/発表者名: Suga, M., Lai, T.L, Sugiura, M., Shen, J.-R., and Boussac, A.
  • 雑誌名: FEBS Lett. 巻: 587 ページ: 3267-3272
  • 査読あり
• [雑誌論文] 酸素発生型光合成タンパク質の構造と機能」”光合成―エネルギー生産に向けた基礎研究” (2013)
  • 著者名/発表者名: 杉浦 美羽
  • 雑誌名: 月刊「Bio Industry」 巻: 30 ページ: 31-39
• [雑誌論文] Charge recombinations in the light-induced SnTyrZQA radical pairsat cryogenic temperatures in the D1 protein variants of Photosystem II from Thermosynechoccus elongatus. (2013)
  • 著者名/発表者名: Boussac, A., Fabrice, Klaus, B., and Sugiura. M.
  • 雑誌名: J. Phys. Chem. 巻: 117 ページ: 3308-3314
  • 査読あり
• [雑誌論文] Deactivation processes in PsbA1-Photosystem II and PsbA3-Photosystem II under photoinhibitory conditions in the cyanobacterium Thermosynechococcus elongatus (2012)
  • 著者名/発表者名: Ogami, S., Boussac, A., and Sugiura, M.
  • 雑誌名: Biochim. Biophys. Acta (Bioenergetics), 巻: 1817 ページ: 1322-1330
  • 査読あり
• [雑誌論文] Environment of TyrZ in Photosystem II from Thermosynechococcus elongatus in which PsbA2 is the D1 protein (2012)
  • 著者名/発表者名: Sugiura, M., Ogami, S., Kusumi, M., Un, S., Rappaport, F., and Boussac, A.
  • 雑誌名: J. Biol. Chem. 巻: 287 ページ: 13336-13347
  • 査読あり
• [学会発表] Histidine Hydroxyl Modification on D2-His336 in Photosystem II of Thermosynechoccocus vulcanus and Thermosynechoccocus elongatus. (2014)
  • 著者名/発表者名: Miwa Sugiura
  • 学会等名: International Meeting “Photosynthesis Research for Sustainability 2014
  • 発表場所: Puschino, Russia
  • 年月日: 2014-06-02 – 2014-06-07
  • 招待講演
• [学会発表] Molecular structures relating regulation of electron transfer in Photosystem II (2013)
  • 著者名/発表者名: Miwa Sugiura
  • 学会等名: International Conference of "Photosynthesis Research for Sustainerbility-2013"
  • 発表場所: Baku, Azerbaijan
  • 招待講演
• [学会発表] Environment of TyrZ in Photosystem II from Thermosynechococcus elongatus in which PsbA2 Is the D1 Protein (2013)
  • 著者名/発表者名: Miwa Sugiura, Shogo Ogami, Mai Kusumi, Sun Un, Fabrice Rappaport, and Alain Boussac
  • 学会等名: The 16th International Congress of Photosynthesis
  • 発表場所: St. Louis, U.S.A.
  • 招待講演
• [学会発表] Efficient Photosynthetic Electron Transfer and Water Oxidation in Photosystem II Miwa Sugiura (2013)
  • 著者名/発表者名: Miwa Sugiura
  • 学会等名: 7th International Symposium on Nanomedicine
  • 発表場所: Matsue, Japan
  • 招待講演
• [図書] 光合成のエネルギー利用と環境応答 (2014)
  • 著者名/発表者名: 杉浦 美羽
  • 総ページ数: 10
  • 出版者: シーエムシー出版