バクテリオロドプシン・ミュ-タントの構造・機能解析

1989 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 01580257
• 研究機関: 理化学研究所
• 研究代表者: 神山 勉 理化学研究所, 生物物理研究室, 研究員 (30170210)
• 研究分担者: 木下 一彦 慶応義塾大学, 理工学部, 教授 (30124366)
• キーワード: バクテリオロドプシン / 光プロトンポンプ / レチナ-ル / 柴膜 / トリプトファン / 蛍光エネルギ-移動法

研究概要

バクテリオロドプシン・ミュ-タントの構造・機能を分光学的手法により調べた。
(1)膜中深い位置に存在すると予想されている荷電性アミノ酸残基(Asp196)を置換したミュ-タントの光化学反応サイクルおよび光プロトンポンプ活性を調べ,プロントの通り道に関する知見を得た。(西独マックスプラン研究所Oesterhelt博士,理研国際フロンティア・生物素子グル-プ大友純博士との共同研究)
(2)トリプトファン残基をフェニルアラニンに置換したミュ-タント(8種類)の光化学反応を調べた。2種類のミュ-タントでトランス反応サイクルの異常が観察された。(米国MIT研究所・Khorana博士らとの共同研究)
(3)システイン残基を導入したミュ-タント(e.g.S132c)を用いて,蛍光エネルギ-移動法による構造解析を行なった。システイン残基を蛍光色素で修飾し、エネルギ-移動速度の測定からレチナ-ルとの相対位置を明らかにするための実験を行い、現在、未反応蛍光色素の影響などの評価を行なっている。(米国MIT研究所Khorana博士らとの共同研究)

研究成果

• [文献書誌] Kouyama,T.,Kinosita,K.,Jr.,Ikegami,A.: "Correlation between internal motion and emission kinetics of tryptophan residues in proteins." Eur.J.Biochem.182. 517-521 (1989)
• [文献書誌] Kouyama,T.,Nasudaーkouyama,A.: "Turnover rate of the proton pumping cycle of bateriorhodopsin:pH and lightーintensity dependences." Biochemistry.28. 5963-5970 (1989)
• [文献書誌] Suzuki,S.,Kawato,S.,Kouyama,T.,Kinosita,K.,Ikegami,A.,Kawakita,M.: "Independent flenible motion of submolecular domains of the Ca^<2+>,Mg^<2+>ーATPase of sarcoplasmic reticulum meacured by timeresolved fiuorescence depolarization of siteーspecificially attehed probes." Biochemistry.28. 7734-7740 (1989)
• [文献書誌] Fukuda,K.,Ikegami,A.,NasudaーKoyama,A.,Kouyama,T.: "Effect of partial delipidation of purple membrane on the photodynamics of bacteriorhodopsin." Biochemistry.
• [文献書誌] NasudaーKouyama,A.,Fukuda,K.,Iio,T.,Kouyama,T.: "Effect of a lightーinduced pH gradient on purpleーtoーblue and purpleーtoーred transitions of bacteriorhodopsin." Biochemistry.
• [文献書誌] 神山勉,木下一彦: "分光技術ハンドブック" 朝倉書店, 7
• [文献書誌] 木下一彦,神山勉,池上明: "新基礎生化学実験法「高次構造・状態分析」ー蛍光・蛍光偏光ー" 丸善(株)編者;中島暉躬,野本明男,松橋通生,三浦謹一郎,村松正実,16 (1989)