超分子高精度X線結晶構造解析法

2009 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 16087206
• 研究種目: 特定領域研究
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 生物系
• 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, 特任研究員 (00032277)
• 研究分担者: 山下 栄樹 大阪大学, 蛋白質研究所, 助教 (00294132) ; 田中 秀明 大阪大学, 蛋白質研究所, 助教 (40346169)
• 研究期間 (年度): 2004 – 2009
• キーワード: 生体超分子 / 構造 / 機能 / X線結晶構造解析

研究概要

巨大な超分子のX線結晶構造解析における解析精度の限界と分子量の限界を克服する方法を確立することを目的にして実施した。SPring-8の生体超分子構造解析ビームラインにおいて回折強度データの質の向上を達成した。チトクロム酸化酵素の完全酸化型結晶中の活性中心にある化学種が過酸化物であることを確定した。ギャップ結合チャネル及びExportin-5:RanGTP:pre-miRNA複合体の構造決定にも適用して成功した。分子量1000万を越える巨大なボルトの構造解析に成功した。

研究成果

• [雑誌論文] A high resolution structure of the pre-microRNA nuclear export machinery. (2009)
  • 著者名/発表者名: Chimari Okada, Eiki Yamashita, Soo Jae Lee, Satoshi Shibata, Jun Katahira, Atsushi Nakagawa, Yoshihiro Yoneda, Tomitake Tsukihara
  • 雑誌名: Science 326 ページ: 1275-1279
  • 査読あり
• [雑誌論文] A description of the structural determination procedures of a gap junction channel at 3. 5 A resolution. (2009)
  • 著者名/発表者名: Suga M, Maeda S, Nakagawa S, Yamashita E, Tsukihara T.
  • 雑誌名: Acta Crystallogr. D65 ページ: 758-766
  • 査読あり
• [雑誌論文] Yoshinori Fujiyoshi and Tomitake Tsukihara, Structure of the connexin-26 gap junction channel at 3. 5 A resolution (2009)
  • 著者名/発表者名: Shoji Maeda, So Nakagawa, Michihiro Suga, Eiki Yamashita, Atsunori Oshima
  • 雑誌名: Nature 458 ページ: 597-602
  • 査読あり
• [雑誌論文] Substrate binding induces structural changes in cytochrome p450cam. (2009)
  • 著者名/発表者名: K. Sakurai, H. Shimada, T. Hayashi, T. Tsukihara
  • 雑誌名: Acta Cryst. F 65 ページ: 80-83
  • 査読あり
• [雑誌論文] A peroxide bridge between Fe and Cu ions in the O2 reduction site of fully oxidized cytochrome c oxidase could suppress the proton pump. (2009)
  • 著者名/発表者名: H. Aoyama, K. Muramoto, K. Shinzawa-Itoh, K. Hirata, E. Yamashita, T. Tsukihara, T. Ogura, S. Yoshikawa
  • 雑誌名: Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 106 ページ: 2165-2169
  • 査読あり
• [雑誌論文] The structure of rat liver vault at 3. 5 angstrom resolution. (2009)
  • 著者名/発表者名: H. Tanaka, K. Kato, E. Yamashita, T. Sumizawa, Y. Zhou, M. Yao, K. Iwasaki, M. Yoshimura, T. Tsukihara
  • 雑誌名: Science 323 ページ: 384-388
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structural analysis of Arabidopsis CnfU protein: an iron-sulfur cluster biosynthetic scafold in chloroplasts. (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Yabe, E. Yamashita, A. Kikuchi, K. Morimoto, A. Nakagawa, T. Tsukihara, M. Nakai
  • 雑誌名: J. Mol. Biol. 381 ページ: 160-173
  • 査読あり
• [雑誌論文] A vault ribonucleoprotein particle exhibiting 39-fold dihedral symmetry. (2008)
  • 著者名/発表者名: Koji Kato, Hideaki Tanaka, Tomoyuki Sumizawa, Masato Yoshimura, Eiki Yamashita, Kenji Iwasaki, Tomitake Tsukihara.
  • 雑誌名: Acta Crystallogr. D64 ページ: 525-531
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structure of human monoamine oxidase at 2. 2 A resolution: The control of opening the entry for substrates/inhibitors. (2008)
  • 著者名/発表者名: Se-Young Son, Jichun Ma, Youhei Kondou, Masato Yoshimura, Eiki Yamashita,, Tomitake Tsukihara.
  • 雑誌名: Proc. Natl. Acad. USA 105 ページ: 5739-5744
  • 査読あり
• [雑誌論文] A histidine residue as a controlling site for dioxygen reduction and proton pumping of cytochrome c oxidase (2007)
  • 著者名/発表者名: Kazumasa Muramoto, Kunio Hirata, Kyoko Shinzawa-Itoh, Shinji Yoko-o, Eiki Yamashita, Hiroshi Aoyama, Tomitake Tsukihara,, Shinya Yoshikawa.
  • 雑誌名: Proc. Natl. Acad. USA 104 ページ: 7881-7886
  • 査読あり
• [雑誌論文] The crystal structure of a virus-like particle from the hyperthermophilic archaeon Pyrococcus furiosus provides insight into the evolution of viruses. (2007)
  • 著者名/発表者名: Fusamichi Akita, Khoon Tee Chong, Hideaki Tanaka, Eiki Yamasita, Naoyuki Miyazaki, Yuichiro Nakaishi, Mamoru Suzuki, Kazuhiro Namba, Yasuko Ono, Tomitake Tsukihara,, Atsushi Nakagawa
  • 雑誌名: J. Mol. Biol. 368 ページ: 1469-1483
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structures and physiological roles of all the integral lipids of bovine heart cytochrome c oxidase. (2007)
  • 著者名/発表者名: Kyoko Shinzawa-Itoh, Hiroshi Aoyama, Kazumasa Muramoto, Hirohito Terada, Tsuyoshi Kurauchi, Yoshiki Tadehara, Akiko Yamasaki, Takashi Sugimura, Sadamu Kurono, Kazuo Tsujimoto, Tsunehiro Mizushima, Eiki Yamashita, Tomitake Tsukihara, Shinya Yoshikawa
  • 雑誌名: EMBO J. 26 ページ: 1713-1725
  • 査読あり
• [雑誌論文] The Proton-Pumping Pathway of Bovine Heart Cytochrome c Oxidase. (2007)
  • 著者名/発表者名: Kunitoshi Shimokata, Yukie Katayama, Haruka Murayama, Makoto Suematsu, Tomitake Tsukihara, Kazumasa Muramoto, Shinya Yoshikawa,, Hideo Shimada
  • 雑誌名: Proc. Natl. Acad. USA 104 ページ: 4200-4205
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structure of coenzyme A-disulfide reductase from Staphylococcus aureus at 1. 54 A resolution. (2006)
  • 著者名/発表者名: Mallett TC, Wallen JR, Karplus PA, Sakai H, Tsukihara T, Claiborne A.
  • 雑誌名: Biochemistry. 45 ページ: 11278-11289
  • 査読あり
• [雑誌論文] The asymmetric IscA homodimer with an exposed [2Fe-2S] cluster suggests the structural basis of the Fe-S cluster biosynthetic scaffold. (2006)
  • 著者名/発表者名: Morimoto K, Yamashita E, Kondou Y, Lee SJ, Arisaka F, Tsukihara T, Nakai M.
  • 雑誌名: J Mol Biol. 360 ページ: 117-132
  • 査読あり
• [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: Akama H, Kanemaki M, Tsukihara T, Nakagawa A, Nakae T
  • 雑誌名: Acta Crystallogr. F61 ページ: 131-133
  • 査読あり
• [雑誌論文] Conformational Changes in the Tryptophan Synthase from a Hyperthermophile. (2005)
  • 著者名/発表者名: S.J. Lee, K. Ogasahara, J. Ma, K. Nishio, M. Ishida, Y. Yamagata, T. Tsukihara,, K. Yutani.
  • 雑誌名: Biochemistry 44 ページ: 11417-11427
  • 査読あり
• [雑誌論文] Absolute configuration of the hydroxyfarnesylethyl group of haem A, determined by X-ray structural analysis of bovine heart cytochrome c oxidase using methods applicable at 2. 8 A resolution. (2005)
  • 著者名/発表者名: E. Yamashita, H. Aoyama, M. Yao, K. Muramoto, K. Shinzawa-Itoh, S. Yoshikawa,, T. Tsukihara
  • 雑誌名: Acta Cryst. D61 ページ: 1373-1377
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ab initio crystal structure determination of spherical viruses that exhibit a centrosymmetric location in the unit cell. (2005)
  • 著者名/発表者名: J. Taka, H. Naitow, M. Yoshimura, N. Miyazaki, A. Nakagawa,, T. Tsukihara.
  • 雑誌名: Acta Cryst. D61 ページ: 1099-1106
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structure of the Central Hub of Bacteriophage Mu Baseplate Determined by X-ray Crystallography of gp44. (2005)
  • 著者名/発表者名: Y. Kondou, D. Kitagawa, S. Takeda, Y. Tsuchiya, E. Yamashita, M. Mizuguchi, K. Kawano,, T. Tsukihara
  • 雑誌名: J. Mol. Biol. 352 ページ: 976-985
  • 査読あり
• [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, M. Kanemaki, T. Tsukihara, A. Nakagawa, T. Nakae
  • 雑誌名: Acta Cryst. F61 ページ: 131-133
  • 査読あり
• [雑誌論文] Conformational Change in theα-Subunit Coupled to Binding of theβ2-Subunit of Tryptophan Synthase from Escherichia coli: Crystal Structure of the Tryptophan Synthaseα-Subunit Alone. (2005)
  • 著者名/発表者名: K. Nishio, Y. Morimoto, M. Ishizuka, K. Ogasawara, T. Tsukihara, K. Yutani
  • 雑誌名: Biochemistry 44 ページ: 1184-1192
  • 査読あり
• [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., Hagiwara, K., Naitow, H., Higashi, T., Cheng, R.H., Tsukihara, T., Nakagawa, A., Omura, T.
  • 雑誌名: J. Mol. Biol. 345 ページ: 229-237
  • 査読あり
• [学会発表] 大きさと精密さに挑む生体超分子の結晶構造解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 月原冨武
  • 学会等名: 第23回日本放射光学会年会・放射光科学合同シンポジウム
  • 発表場所: イーグレひめじ、姫路
  • 年月日: 20100106-20100109
• [学会発表] The structure of rat liver vault (2009)
  • 著者名/発表者名: Tomitake Tsukihara
  • 学会等名: AsCA '09 Joint conference of the Asian crystallographic society and Chinese crystallography society
  • 発表場所: Jingyi Hotel, Beijing, China
  • 年月日: 20091022-20091025
• [学会発表] Structure of human gap junction channel (2009)
  • 著者名/発表者名: Shoji Maeda
  • 学会等名: International Gap Junction Conference 2009
  • 発表場所: Hilton Sedona Resort and Spa, Sedona, Arizona
  • 年月日: 20090725-20090730
• [学会発表] Structure and Function of Cytochrome c Oxidase, The 19th Symposium on Role of Metals in Biological Reactions (2009)
  • 著者名/発表者名: 月原冨武
  • 学会等名: Biology and Medidine (SRM2009)
  • 発表場所: Icho Kaikan, Osaka
  • 年月日: 20090611-20090612
• [学会発表] 巨大複合体結晶の放射光X線データ測定と処理-巨大超分子の構造に原子レベルで迫る (2009)
  • 著者名/発表者名: 山下栄樹
  • 学会等名: 第9回日本蛋白質科学会年会
  • 発表場所: 全日空ホテルニュースカイ, 熊本
  • 年月日: 20090520-20090522
• [学会発表] x線による生体超分子構造研究のいま (2009)
  • 著者名/発表者名: 月原冨武
  • 学会等名: 第50回日本生化学会
  • 発表場所: とりぎん文化会館・鳥取県鳥取市
  • 年月日: 20090515-20090516
• [学会発表] S低・中分解能データから引き出される超分子の振るまい-高難度タンパク質複合体の構造解析を目指して (2009)
  • 著者名/発表者名: 山下栄樹
  • 学会等名: 日本結晶学会
  • 発表場所: 関西学院大学(兵庫県)
  • 年月日: 2009-12-05
• [学会発表] Purification and structure/function of connexin 26 gap junction (2009)
  • 著者名/発表者名: Shoji Maeda
  • 学会等名: Osaka/Glasgow structural biology mini-symposium
  • 発表場所: Glasgow, Scotland
  • 年月日: 2009-02-23
• [学会発表] ヒト由来コネキシン26ギャップ結合チャネルのX線結晶構造解析 (2008)
  • 著者名/発表者名: 前田将司
  • 学会等名: 第7回コネキシン研究会
  • 発表場所: 京都府京都市ホテルルビノ京都堀川
  • 年月日: 20081219-20081220
• [学会発表] X-ray structure of the vault purified from rat liver (2008)
  • 著者名/発表者名: 田中秀明
  • 学会等名: 第46回日本生物物理学会年会
  • 発表場所: 福岡県福岡市福岡国際会議場
  • 年月日: 20081203-20081205
• [学会発表] X-ray structure of Human gap Junction Channel (2008)
  • 著者名/発表者名: 前田将司
  • 学会等名: 第21回国際結晶学会年会
  • 発表場所: 大阪府大阪市グランキューブ大阪
  • 年月日: 20080823-20080831
• [学会発表] Evidence for the H-channel proton pump in bovine cytochrome c oxidase (2008)
  • 著者名/発表者名: Shinya Yoshikawa
  • 学会等名: 15th European Bioenergetics Conference
  • 発表場所: Trinity College Dublin, Ireland
  • 年月日: 20080719-20080724
• [学会発表] ウイルスなどの生体超分子のx線結晶構造解析 (2008)
  • 著者名/発表者名: 月原冨武
  • 学会等名: 第55回毒素シンポジウム
  • 発表場所: 山梨県南都留郡ラフォーレ山中湖
  • 年月日: 20080702-20080704
• [学会発表] X-ray structural analysis of bovine cytochrome c oxidase (2008)
  • 著者名/発表者名: 月原冨武
  • 学会等名: International Symposium on Membrane Proteins and High Resolution X-ray Structural Analysis
  • 発表場所: 兵庫県赤穂郡先端科学技術支援センター
  • 年月日: 2008-09-01
• [学会発表] Probing a Molecular Vibration of Cytochrome c Oxidase during Tumover in Whole Mitochondria (2007)
  • 著者名/発表者名: 小倉尚志
  • 学会等名: 第45回日本生物物理学会年会
  • 発表場所: 神奈川県横浜市パシフィコ横浜
  • 年月日: 20071221-20071223
• [学会発表] ウシチトクロム酸化酵素の水形成用プロトン輸送経路D-pathwayの変異体解析 (2007)
  • 著者名/発表者名: 下方国稔
  • 学会等名: 第45回日本生物物理学会年会
  • 発表場所: 神奈川県横浜市パシフィコ横浜
  • 年月日: 20071221-20071223
• [学会発表] ラット肝臓由来vaultのX線結晶構造解析 (2007)
  • 著者名/発表者名: 田中秀明
  • 学会等名: 日本結晶学会2007年度年会
  • 発表場所: 東京工業大岡山キャンパス
  • 年月日: 20071201-20071202
• [学会発表] Rotational symmetry of vault from rat liver (2007)
  • 著者名/発表者名: Tanaka, H.
  • 学会等名: ISDSB2007
  • 発表場所: 東京都江戸川区タワーホール船堀
  • 年月日: 20070911-20070913
• [学会発表] 大腸菌無細胞転写翻訳系によるシトクロム酸化酵素の合成 (2007)
  • 著者名/発表者名: 片山幸江
  • 学会等名: 第7回日本蛋白質科学会年会
  • 発表場所: 仙台国際センター
  • 年月日: 20070524-20070526
• [学会発表] 結晶構造解析が切り開くバイオ・医療科学技術「構造生物学の近未来と放射光結晶学」 (2006)
  • 著者名/発表者名: 月原冨武
  • 学会等名: 結晶を制するものは世界を制す～材料からの日本活性化～(主催:日本結晶成長学会)
  • 発表場所: 学術総合センター・一橋記念講堂
  • 年月日: 2006-04-07
• [学会発表] ウシ心筋チトクロム酸化酵素のヘムAのファーネシルエチル基の絶対構造 (2005)
  • 著者名/発表者名: 青山浩
  • 学会等名: 日本結晶学会2005年度年会
  • 発表場所: イーグレひめじ
  • 年月日: 20051206-20051207
• [学会発表] 高分解能構造解析によるチトクロム酸化酵素のプロトンポンプ機構 (2005)
  • 著者名/発表者名: 月原冨武
  • 学会等名: 第43回日本生物物理学会年会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター
  • 年月日: 20051123-20051125
• [学会発表] 緑膿菌に発現する薬剤排出ポンプのX線結晶構造解析 (2005)
  • 著者名/発表者名: 赤間浩之
  • 学会等名: 第5回日本蛋白質科学会年会
  • 発表場所: 福岡国際会議場
  • 年月日: 20050630-20050702
• [学会発表] 結晶構造解析に基づいた化学反応機構研究の概要 (2004)
  • 著者名/発表者名: 月原冨武
  • 学会等名: 第42回日本生物物理学会年会
  • 発表場所: 国立京都国際会館
  • 年月日: 20041213-20041215
• [学会発表] ラット肝臓由来vaultのX線結晶構造解析 (2004)
  • 著者名/発表者名: 田中秀明
  • 学会等名: 日本結晶学会2004年度年会及び総会
  • 発表場所: 大阪大学
  • 年月日: 20041116-20041117
• [学会発表] Crystal structure of OprM, a xenobiotic-ejecting outer membrane component, revealed two modes of membrane anchoring and tightly occluded cavity end (2004)
  • 著者名/発表者名: Taiji Nakae
  • 学会等名: 第77回日本生化学会大会
  • 発表場所: パシフィコ横浜
  • 年月日: 20041013-20041016
• [図書] Protein Crystallarography in Drug Discovery(R.E. Babine and S.S. Abdel-Meguid) (2004)
  • 著者名/発表者名: T. Mizushima, et, al.
  • 総ページ数: 278
• [備考]
  • URL: http://www.protein.osaka-u.ac.jp/olabb/tsukihara/
• [備考]
  • URL: http://www.protein.osaka-u.ac.jp/olabb/tsukihara/houdou/