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2004 年度 実績報告書

X線結晶構造解析法による光合成系II膜蛋白質複合体の機能制御機構の研究

研究課題

研究課題/領域番号 16087102
研究機関独立行政法人理化学研究所

研究代表者

神谷 信夫  独立行政法人理化学研究所, 三木生物超分子結晶学研究室, 副主任研究員 (60152865)

研究分担者 内藤 久志  独立行政法人理化学研究所, 横山構造分子生物学研究室, 先任研究員 (40392047)
古瀬 宗則  独立行政法人理化学研究所, 三木生物超分子結晶学研究室, 協力研究員 (50321807)
沈 建仁  国立大学法人岡山大学, 理学部・生物学科, 教授 (60261161)
池内 昌彦  国立大学法人東京大学, 大学院・総合文化研究科, 教授 (20159601)
中里 勝芳  日本大学, 文理学部, 助教授 (50172292)
キーワード光合成 / 形質転換法 / 膜タンパク質 / 低分子量サブユニット欠失変異体 / 精製 / 結晶化 / 溶解度曲線 / X線結晶構造解析
研究概要

SPring-8を利用して,好熱性ラン藻Thermosynechococcus vulcanusに由来するPSII複合体の結晶構造解析を進めた.結晶のX線回折能をさらに改善するため,標品の純度や結晶の凍結条件を検討した.その結果,分解能3.3Åの回折データを収集することに成功し,現在それを用いた構造の精密化を進めている.X線回折実験としては他に,Mn原子のK吸収端の前後の波長を用いて回折データを収集し,他のグループから提唱されているように,Mnクラスターの近傍にCaサイトが存在する可能性を確認した.また結晶中のCaを,周期律表でCaの1段下に位置するSrに置換した標品を調製して結晶化し,Sr原子に対する異常分散測定から,Srも上記のサイトに位置することを見いだした.
同類のT.elongatus BP-1に対して開発されてきた形質転換法を改良し,新たにT.vulcanusの形質転換を可能にした(Iwai et al.2004a).これによりpsbTcサブユニット破壊株をクローニングし,psbTcを欠失したPSII変異体では二量体化が抑制されるとともにPSII-Mタンパク質も同時に消失していることを示した(Iwai 2004b).またPSIIの精製を簡便に行うため,CP43のC末端にHisタグを付加した変異株の培養条件を確立した.
PSIIの結晶を良質化するために開発しているミクロ透析結晶化装置で,透析容器中のタンパク質濃度の測定法を,従来の透過型から光反射法に改良した.これにより光が透析膜を通過するために生じていた誤差を完全に取り除くことに成功した.

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2005 2004 1994

すべて 雑誌論文 (6件) 図書 (1件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Pressure equilibrium and jump study on unfolding of 23 kDa protein from spinach photosystem II.2005

    • 著者名/発表者名
      Cui-Yan Tan, Chun-He Xu, Jun Wong, Jian-Ren Shen, et al.
    • 雑誌名

      Biophys.J. (In press)

  • [雑誌論文] Improved genetic transformation of the thermophilic cyanobacterium, Thermosynechococcus elongatus BP-12004

    • 著者名/発表者名
      Iwai, M., Katoh, H., Katayama, M., Ikeuchi, M.
    • 雑誌名

      Plant Cell Physiol. 45

      ページ: 171-175

  • [雑誌論文] Response to Oxidative Stress Involves a Novel Peroxiredoxin Gene in the Unicellular Cyanobacterium Synechocystis sp.PCC 68032004

    • 著者名/発表者名
      Kobayashi, M., Ishizuka, T., Katayama, M., Kanehisa, M., Bhattacharyya-Pakrasi, M., Pakrasi, H.B., Ikeuchi, M.
    • 雑誌名

      Plant Cell Physiol. 45

      ページ: 290-299

  • [雑誌論文] Use of segment-based microarray in the analysis or global gene expression in response to various environmental stresses in the cyanobacterium Anabaena sp.PCC 71202004

    • 著者名/発表者名
      Sato, N., Ohmori, M., Ikeuchi, M., Tashiro, K., et al.
    • 雑誌名

      J.Gen.Appl.Microbiol. 50

      ページ: 1-8

  • [雑誌論文] Molecular evolution of PAS domain-containing proteins of filamentous cyanobacteria through the domain shuffling and domain duplication.2004

    • 著者名/発表者名
      Narikawa, R., Okamoto, S., Ikeuchi, M., Ohmori, M.
    • 雑誌名

      DNA Res. 11

      ページ: 69-81

  • [雑誌論文] PSII-Tc protein plays an important role in dimerization of Photosy stem II.2004

    • 著者名/発表者名
      Iwai, M., Katoh, H., Katayama, M, Ikeuchi, M.
    • 雑誌名

      Plant Cell Physiol. 45

      ページ: 1809-1816

  • [図書] Isolation of Photosystem II-Enriched Membranes and the Oxygen-Evolving Complex Subunit Proteins From Higher Plants.(Methods Mol Biol., Carpentier R. (ed.))2004

    • 著者名/発表者名
      Jian-Ren Shen, Shinsuke Sakuma, Yasusi Yamamoto
    • 総ページ数
      8
    • 出版者
      Humana Press
  • [産業財産権] 非イオン性界面活性剤自動除去装置1994

    • 発明者名
      中里 勝芳
    • 権利者名
      科学技術振興機構
    • 産業財産権番号
      特許第3565683号
    • 出願年月日
      1994-06-30
    • 取得年月日
      2004-06-18

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公開日: 2006-07-12   更新日: 2016-04-21  

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