| 研究課題/領域番号 |
14550784
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
工業物理化学
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
大友 征宇 東北大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (10213612)
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| 研究分担者 |
野澤 庸則 東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (10006322)
小林 正幸 東北大学, 大学院・工学研究科, 助手 (70271864)
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| 研究期間 (年度) |
2002 – 2004
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| キーワード | 光合成色素 / 膜タンパク質 / 光捕集複合体 / 核磁気共鳴 / バクテリオクロロフィル |
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| 研究概要 |
光合成細菌由来の光捕集複合体(LH1)を選択的に標識し、本申請者らが開発した再構成法によりその構成成分の同定を原子レベルで行った。高分解能溶液核磁気共鳴(NMR)法を用いて、再構成LH1の構成単位であるB820サブユニットについて、炭素並びに水素核の測定を行った結果、色素の中心金属Mgに配位するヒスチジン残基のイミダゾール側鎖が色素の環電流シフトを受けて、プロトンの化学シフトが約3ppm高磁場側へ大きく変化したことが判明された。また、重水素置換されたα、βポリペプチドを用いた高濃度再構成B820のNMR解析から、色素二量体の近傍にあるプロトン対に関する詳細な情報を得た。高次構造の形成に深く関与する他のアミノ酸残基を確認するために、αとβポリペプチドを^<13>Cと^<15>Nで二重標識した試料を作成した。多次元NMR測定によりLH1の構造単位であるB820複合体を構成するα、βポリペプチドのすべてのNMRシグナルを帰属することができた。構造計算の結果から両ペプチドとも約30残基の膜間通ヘリックス構造をもつことがわかった。一方、重水化界面活性剤中におけるB820複合体のサイズを中性子小角散乱(SANS)の解析より調べた。Native及び再構成B820複合体はともに均一なサイズをもち、回転半径R_g=11Å、分子量11,400であることを突き止めた。さらに、従来大量発現が極めて困難であるとされてきた光合成膜タンパク質を大腸菌発現系及び無細胞タンパク質合成系を用いて発現し、その発現産物の詳細な特性評価を行った。両発現系から合成された膜タンパク質は天然のものと同じαヘリックス含量を示し、さらに天然の膜タンパク質及び色素(BChl a)との再構成実験より、天然のものと同様の機能を保持していることが判明された。最後に、耐熱性光合成細菌から光電変換機能を有する反応中心(RC)との複合体LH1-RCの単離・精製も試みた。異なる種類の界面活性剤処理によって、光学活性のもつ極めて高純度・高濃度の試料を得ることに成功した。現在、X線構造解析に向けて、共同研究者と同複合体の結晶化条件のスクリーニングを行っている。
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