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2007 年度 実績報告書

生体膜を介した物質輸送の構造生物学的研究

研究課題

研究課題/領域番号 19036004
研究機関東京工業大学

研究代表者

石谷 隆一郎  東京工業大学, 大学院・生命理工学研究科, 助教 (30401186)

研究分担者 濡木 理  東京工業大学, 大学院・生命理工学研究科, 教授 (10272460)
塚崎 智也  東京工業大学, 大学院・生命理工学研究科, COE助教 (80436716)
キーワード膜蛋白質 / 金属イオンの膜透過 / ペプチドの膜透過 / X線結晶構造解析 / ペプチドの膜組込み / 恒常性 / Sec蛋白質膜透過装置 / トランスロコン
研究概要

金属イオン輸送体の構造解析に関しては、MgtE全長の結晶化・セレノメチオニン置換体タンパク質を用いた多波長異常分散法による位相決定に成功し、最終的に3.5Å分解能での構造決定を行った。さらに、マグネシウムイオンあり・なし両条件下でのMgtE細胞質ドメインの構造決定にも成功した。その結果,Mg^2+欠乏条件下の細胞質ドメインの構造ではMg^<2+>過剰条件下と比較し、大きな構造変化がみられた。この構造変化がMgtEの膜貫通ドメインの構造変化を誘起し、イオン透過孔を開閉してMg^<2+>透過を制御すると推測される。したがって、MgtEの細胞質ドメインがセンサーとして生体内のマグネシウムの濃度を感知することで、Mg^<2+>が過剰な時には輸送体によるMg^<2+>取り込みを阻害し、欠乏している場合には輸送体によるMg^<2+>が取り込みを促進させるという、Mg^<2+>バランス維持のメカニズムが示唆された(Nature, 2007)。ペプチド膜透過装置に関しては、SecYEのセレノメチオニン置換体結晶を用いた多波長異常分散法により位相決定に成功し、最終的に3.2Å分解能での構造決定を行った(論文準備中)。TSecDFについては,ペリプラズム領域のみの高分解能構造を、結晶構造解析・NMR法を用いて決定した。今後全長の電子密度マップにこれらの構造を当てはめ、新規膜タンパク質TSecDFの分子モデルを決定する。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2008 2007

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 7件) 学会発表 (1件)

  • [雑誌論文] Refinement of comparative models of protein structure by using multicanonical molecular dynamics simulations2008

    • 著者名/発表者名
      Ishitani R, Terada T, & ShimizuK
    • 雑誌名

      Mol. Simul. In press

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Structural insights into RNA-dependent etikaryal and archaeal selenocys teine formation2008

    • 著者名/発表者名
      Araiso Y, Palioura S, Ishitani R 他8名
    • 雑誌名

      Nucleic Acids Res. 36(4)

      ページ: 1187-1199

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Crystallization and preliminary X-ray diffraction analysis of the C5rtosolic domain of a cation diffusion facilitator family protein2007

    • 著者名/発表者名
      Hattori M, Tanaka Y, Ishitani R, Nureki o
    • 雑誌名

      Acta Crystallogr. F63

      ページ: 771-773

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Crystal structure of the radical SAM. enzyme catalyzing tricyclic modified base formation in tENA2007

    • 著者名/発表者名
      (5名) Ishitani R, Nureki o
    • 雑誌名

      J. Mol. Biol. 372(5)

      ページ: 1204-1214

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Crystal structure of the MgtE Mg^2+ transporter2007

    • 著者名/発表者名
      Hattori M, Tanaka Y, Fukai S, Ishitani R, Nureki o
    • 雑誌名

      Nature 448(7157)

      ページ: 1072-1075

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Crystallization and preliminary χ-ray diffraction analysis of the full-length Mg^2+ transporter MμE2007

    • 著者名/発表者名
      Hattori M, Tanaka Y, Fukai S, Ishitani R, Nureki o
    • 雑誌名

      Acta CrystEillogr; F63

      ページ: 682-684

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Crystal structuie of the Sec4p.Sec2p complex in the nucleotide exchangine intermediate state2007

    • 著者名/発表者名
      Sato Y, Fukai S, Ishitani R, Nureki o
    • 雑誌名

      Proc Natl Acad Sci U S A 104(20)

      ページ: 8305-8310

    • 査読あり
  • [学会発表] マグネシウム輸送体MgtEの分子動力学シミュレーション2007

    • 著者名/発表者名
      石谷隆一郎, 杉田有給, 濡木理
    • 学会等名
      生物物理学会第45回年会
    • 発表場所
      パシフイコ横浜
    • 年月日
      2007-12-21

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公開日: 2010-02-04   更新日: 2016-04-21  

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