生体超分子の構造形成と機能制御の原子機構

2004 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 16087101
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 月原 冨武 大阪大学, 蛋白質研究所, 教授 (00032277)
• 研究分担者: 難波 啓一 大阪大学, 大学院・生命機能研究科, 教授 (30346142) ; 福森 義宏 金沢大学, 大学院・自然科学研究科, 教授 (60135655) ; 有坂 文雄 東京工業大学, 大学院・生命理工学研究科, 助教授 (80133768) ; 吉川 信也 兵庫県立大学, 大学院・生命理学研究科, 教授 (40068119)
• キーワード: 生体超分子 / 構造 / 機能 / X線結晶構造解析 / 電子線構造解析 / 電子顕微鏡

研究概要

細胞内に有る蛋白質、核酸等の複合体である生体超分子は生命の営みの鍵をとなる役割を果たしている。巨大な生体超分子はその働きの精巧さから類推すると,原子レベルの正確さの構造を持っていると思われる。平成16年9月に第1回総括班会議を開催し,あらゆる生体超分子の立体構造を原子分解能で明らかにする方法を開発戦略としてし,X線結晶構造解析と電子顕微鏡を組み合わせた方法を重視することを確認した.また,生体超分子による高度な働きの仕組みを明らかにするために,X線と電子線による方法のみならず他の分光学的手法や理論計算も積極的に導入することとした.目標にしている構造解析法の開発は、生物学的に重要な対象に成功理に適用されて初めて高い評価を受けることができる.公募研究のみならず広汎な研究者を対象に希望者を募って、ワークショップを開催し手法の普及と優れた研究対象の発掘をはかることとした.
主要な研究対象は、1.鞭毛、ウイルス、2.膜蛋白質複合体を含む巨大蛋白質複合体、である.これらは必ずしも結晶化可能なものばかりでなく、離合集散しながら働く弱い集合体も含んでいる.
平成17年3月16日に第1回の公開シンポジウム「生体超分子構造・機能研究の最前線」を開催した.このシンポジウムでは,代表者が特定領域研究「生体超分子構造」がめざすところを概説した後,計画研究代表者を中心に講演を行い,本特定領域研究がめざす構造生物学の新しい展開をひろくアピールした。各演題と講演者は以下のとおりであった.
チトクロム酸化酵素が駆動する化学反応 吉川信也(兵庫県立大)
鞭毛の構造,自律的構造形成,作動機構 難波啓一(大阪大学)
イネ萎縮ウイルスの一生 大村敏博(中央農研)
電子顕微鏡による構造機能研究の最前線 藤吉好則(京都大学)
生体超分子立体構造・機能解析のためのシミュレーション法 北尾彰朗(東京大学)
バクテリオファージの構造形成,感染機構 有塚文雄(東京工業大学)
超分子ヘキグロビンの構造 福森義弘(金沢大学)
光合成系II膜蛋白質複合体の結晶構造解析 神谷信夫(理化学研究所)

研究成果

• [雑誌論文] Preliminary Crystallographic analysis of the antibiotic discharge outer membrane lipoprotein OprM of Pseudomonas aeruginosa with an exceptionally long unit cell and complex lattice structure. (2005)
  • 著者名/発表者名: H.Akama, et al.
  • 雑誌名: Acta Crysta. F61 ページ: 131-133
• [雑誌論文] Conformational Change in the α-Subunit Coupled to Binding of the β2-Subunit of Tryptophan Synthase from Escherichia coli : Crystal Structure of the Tryptophan Synthase α-Subunit Alone. (2005)
  • 著者名/発表者名: K.Nishi, et al.
  • 雑誌名: Biochemistry 44 ページ: 1184-1192
• [雑誌論文] Transcription and the conserved interactions of two major structural proteins of a pair of Phytoreoviruses confirm the mechanism of assembly of the outer capsid layer (2005)
  • 著者名/発表者名: Miyazaki.N, et al.
  • 雑誌名: J.Mol.Biol. 345 ページ: 229-237
• [雑誌論文] Purification, characterization and sequence analyses of the extracellular giant hemoglobin from Oligobrachia mashikoi (2005)
  • 著者名/発表者名: T.Nakagawa, et al.
  • 雑誌名: Z.Sci 22(3)(in press)
• [雑誌論文] NO Reduction by Nitric-oxide Reductase from Denitrifying Bacterium Pseudomonas aeruginosa. CHARACTERIZATION OF REACTION INTERMEDIATES THAT APPEAR IN THE SINGLE TURNOVER CYCLE (2004)
  • 著者名/発表者名: H.Kumita, et al.
  • 雑誌名: J.Biol.Chem. 279 ページ: 55247-55254
• [雑誌論文] Conserved region 2.1 of Escherichia coli heat shock transcription factor sigma32 is required for modulating both metabolic stability and transcriptional activity (2004)
  • 著者名/発表者名: M.Horikoshi, et al.
  • 雑誌名: J Bacteriol. 186 ページ: 7474-7480
• [雑誌論文] Self-assembly and type III protein export of the bacterial flagellum. (2004)
  • 著者名/発表者名: Minamino, T.et al.
  • 雑誌名: Journal of Molecular Microbiology and Biotechnology 7 ページ: 5-17
• [雑誌論文] In vitro Characterization of FlgB, FlgC, Flg F, FlgG, FliE, Flagellar Basal Body Proteins of Salmonella. (2004)
  • 著者名/発表者名: Hamano, Y.et al.
  • 雑誌名: Journal of Molecular Biology 339 ページ: 423-435
• [雑誌論文] Structure and Domain Organization of Salmonella FliK, a Hook-Length Contorol Protein, in Solution. (2004)
  • 著者名/発表者名: Minamino, T.et al.
  • 雑誌名: Journal of Molecular Biology 341 ページ: 491-502
• [雑誌論文] Structural and Functional Analysis of the C-terminal Cytoplasmic Domain of FlhA, an Integral Membrane Component of; the Type III Flagellar Protein Export Apparatus in Salmonella. (2004)
  • 著者名/発表者名: Hamano, Y.et al.
  • 雑誌名: Journal of Molecular Biology 343 ページ: 457-466
• [雑誌論文] Crystallization of a core fragment of the flagellar hook protein, FlgE. (2004)
  • 著者名/発表者名: Samatey, F.A.et al.
  • 雑誌名: Acta Crystallographica Section D 60 ページ: 2078-2080
• [雑誌論文] Structure of the bacterial flagellar hook and implication for the molecular universal joint mechanism. (2004)
  • 著者名/発表者名: Samatey, F.A.et al.
  • 雑誌名: Nature 431, 7012 ページ: 1062-1068
• [雑誌論文] Structure and implications for the thermal stability of phosphopantetheine adenylyltransferase from Thermusthermophilus. (2004)
  • 著者名/発表者名: Hitomi Takahashi, et al.
  • 雑誌名: Acta Cryst D60 ページ: 97-104
• [雑誌論文] The bacteriophage T4 DNA injection machine. (2004)
  • 著者名/発表者名: Michael G.Rossmann, et al.
  • 雑誌名: Current Opinion in Structural Biology 14 ページ: 171-180
• [雑誌論文] Mapping of functional sites on the primary structure of the contractile tail sheath protein of bacteriophage T4 by mutation analysis. (2004)
  • 著者名/発表者名: Shigeki Takeda, et al.
  • 雑誌名: Biochim.Biophys.Acta 1699(1-2) ページ: 163-171
• [雑誌論文] The functional domains of bacteriophage T4 terminase. (2004)
  • 著者名/発表者名: Shuji Kanamaru, et al.
  • 雑誌名: J Biol Chem. 279(39) ページ: 40795-40801
• [雑誌論文] The intrinsic stability of the second intermediate following the dioxygen-bound form in the O_2 reduction by cytochrome c oxidase (2004)
  • 著者名/発表者名: Kenji Oda, et al.
  • 雑誌名: FEES Left 570 ページ: 161-165
• [図書] Biophysical and Structural aspects of Bioenrgetics (2005)
  • 著者名/発表者名: Shinya Yoshikawa
  • 出版者: Marten Wikstrom (in press)
• [図書] Structures (2005)
  • 著者名/発表者名: Shinya Yoshikawa
  • 出版者: B.Lewin (in press)
• [図書] Protein Crystallarography in Drug Discovery (2004)
  • 著者名/発表者名: T.Mizushima, et al.
  • 総ページ数: 278
  • 出版者: R.E.Babine and S.S.Abdel-Meguid
• [図書] 第18回「大学と科学」公開シンポジウム講演収録集「タンパク質のかたちから生命のなぞを解く」-生物マシーナリー構透隼卿学の最前線 (2004)
  • 著者名/発表者名: 有坂 文雄
  • 総ページ数: 231