ビタミンB12を感光色素とする新規光センサーの構造機能研究

• 研究課題/領域番号: 26840027
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 構造生物化学
• 研究機関: 分子科学研究所
• 研究代表者: 村木 則文 分子科学研究所, 生命・錯体分子科学研究領域, 助教 (20723828)
• 研究協力者: 青野 重利
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円); 2016年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2015年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2014年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
• キーワード: X線結晶解析 / 光センサー / 光受容体 / 結晶構造解析 / ビタミンB12 / 転写因子 / 結晶構造解析法 / センサータンパク質 / 光応答

研究成果の概要

本研究では、ビタミンB12を利用する新規な光受容体CarHとAerRにおける光応答の分子機構を解明するために、これらの構造機能解析を行なった。暗所において、アデノシルコバラミン (補酵素型ビタミンB12) が結合したCarHを調製、結晶化することで、光応答前のCarHの結晶構造解析に成功した。CarHはN末端側のDNA結合ドメインとC末端側のセンサードメインから構成されていた。センサードメインに結合したアデノシルコバラミンの光分解がCarHの高次構造の変化をもたらすという仮説を提唱した。

研究成果

• [雑誌論文] Structural Characterization of Heme Environmental Mutants of CgHmuT that Shuttles Heme Molecules to Heme Transporters (2016)
  • 著者名/発表者名: N. Muraki, C. Kitatsuji, M. Ogura, T. Uchida, K. Ishimori, and S. Aono
  • 雑誌名: Int. J. Mol. Sci. 巻: 17 号: 6 ページ: 829-839
  • DOI: 10.3390/ijms17060829
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Structural Basis for Heme Recognition by HmuT Responsible for Heme Transport to the Heme Transporter in Corynebacterium glutamicum (2016)
  • 著者名/発表者名: Norifumi Muraki
  • 雑誌名: Chemistry Letters 巻: 45 号: 1 ページ: 24-26
  • DOI: 10.1246/cl.150894
  • NAID: 130005118778
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] Crystal structure of a photosensor CarH using adenosylcobalamin as a photosensing unit (2016)
  • 著者名/発表者名: 村木則文、青野重利
  • 学会等名: 8th Asian Biological Inorganic Chemistry Conference
  • 発表場所: オークランド大学 (オークランド, ニュージーランド)
  • 年月日: 2016-12-04
  • 国際学会
• [学会発表] 新規な光受容体型転写因子CarHの結晶構造解析 (2016)
  • 著者名/発表者名: 村木則文、青野重利
  • 学会等名: 平成28年度日本結晶学会年会
  • 発表場所: 茨城県立県民文化センター（茨城県水戸市）
  • 年月日: 2016-11-21
• [学会発表] Structural analysis of heme acquisition proteins in Corynebacterium (2016)
  • 著者名/発表者名: 村木則文、青野重利
  • 学会等名: The 9th Japan-Korea Seminars on Biomolecular Science: Experiments and Simulations
  • 発表場所: 慶州コモドホテル（慶州, 韓国）
  • 年月日: 2016-11-14
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] ビタミンB12を光センサーとして用いる転写調節因子の構造基盤 (2016)
  • 著者名/発表者名: 村木則文、青野重利
  • 学会等名: 第10回バイオ関連化学シンポジウム
  • 発表場所: 石川県立もてなしドーム（石川県金沢市）
  • 年月日: 2016-09-07
• [学会発表] 光センサーとして機能するコバラミン含有型転写因子CarHの構造と機能 (2016)
  • 著者名/発表者名: 村木則文、青野重利
  • 学会等名: 第26回金属の関与する生体関連反応シンポジウム（SRM2016)
  • 発表場所: 北海道大学（北海道札幌市）
  • 年月日: 2016-06-17
• [学会発表] 光センサーとして機能するコバラミン含有型転写因子CarHの構造と機能 (2016)
  • 著者名/発表者名: 村木則文、青野重利
  • 学会等名: 第26回金属の関与する生体関連反応シンポジウム（SRM2016)
  • 発表場所: 北海道・札幌市・北海道大学
  • 年月日: 2016-06-17
• [学会発表] ビタミンB12を利用した光受容体型転写因子CarHの構造解析 (2016)
  • 著者名/発表者名: 村木則文、青野重利
  • 学会等名: 第16回日本蛋白質科学会年会
  • 発表場所: 福岡国際会議場（福岡県福岡市）
  • 年月日: 2016-06-07
• [学会発表] ビタミンB12を利用した光受容体型転写因子CarHの構造解析 (2016)
  • 著者名/発表者名: 村木則文、青野重利
  • 学会等名: 第16回日本蛋白質科学会年会
  • 発表場所: 福岡県・福岡市・福岡国際会議場
  • 年月日: 2016-06-07
• [学会発表] コバラミンを有する新規な光受容体CarHの構造と機能 (2016)
  • 著者名/発表者名: 村木則文、青野重利
  • 学会等名: 日本化学会 第９６春季年会
  • 発表場所: 京都府・京田辺市・同志社大学
  • 年月日: 2016-03-24
• [学会発表] Structural basis of heme recognition for HmuT from Corynebacterium glutamicum (2014)
  • 著者名/発表者名: N. Muraki
  • 学会等名: the 7th Asian Biological Inorganic Chemistry Conference
  • 発表場所: Crowne Plaza Surfers Paradise, Gold Coast, Australia
  • 年月日: 2014-11-30 – 2014-12-05
• [学会発表] Crystal structure of HmuT reveals heme recognition (2014)
  • 著者名/発表者名: N. Muraki
  • 学会等名: the 7th Korea-Japan Seminars on Biomolecular Sciences: Experiments and Simulations
  • 発表場所: Korea Institute for Advanced Study, Seoul, Korea
  • 年月日: 2014-11-26 – 2014-11-28
  • 招待講演
• [学会発表] ヘム取込み系で機能するHmuTのヘム認識機構 (2014)
  • 著者名/発表者名: 村木則文
  • 学会等名: 平成26年度日本結晶学会年会
  • 発表場所: 東京大学, 文京区, 東京都
  • 年月日: 2014-11-01 – 2014-11-03
• [学会発表] Structural basis for heme recognition by HmuT proteins in bacterial heme acquisition systems (2014)
  • 著者名/発表者名: N. Muraki, S. Aono
  • 学会等名: 錯体化学会第64回討論会
  • 発表場所: 中央大学, 文京区, 東京都
  • 年月日: 2014-09-18 – 2014-09-20
• [学会発表] Corynebacterium glutamicum由来ヘム輸送タンパク質HmuTの結晶構造解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 村木則文
  • 学会等名: 第14回日本蛋白質科学会年会
  • 発表場所: ワークピア横浜/横浜産貿ホール マリネリア, 横浜市, 神奈川県
  • 年月日: 2014-06-25 – 2014-06-27