研究課題
(1)古細菌由来の光駆動プロトン輸送体であるバクテリオロドプシンの3次元結晶を用いてタンパク質内空隙への希ガスの封入の様子を明らかにした。また、希ガスの結合がプロトン輸送サイクルの反応に及ぼす影響を定量的に測定し、その結果を基に「レチナールの光異性化→水分子の再配置→プロトン移動→情報伝達」という反応スキームについて考察した。(2)バクテリオロドプシンの3次元結晶内における光反応を調べ、反応中間体の一つであるM中間体の寿命が結晶格子力により顕著に長くなることを見出した。結晶析出剤の濃度を下げることで結晶格子力の影響が低減することを示し、この結果を構造情報とも併せて考察し、タンパク質表面から突き出たループの動きが抑えられるとM中間体からN中間体への遷移が遅くなることを明らかにした。この性質を利用して、M中間体の構造のpH依存性を調べ、プロトン放出グループについての論じた。(3)アーキロドプシン(別種の古細菌で見つかった光駆動プロトン輸送体)の3次元結晶(空間群P6_3)がアルカリpHでも安定に保たれることを利用して、アルカリpHで長寿命となるN中間体を捕捉し、その構造に関する情報を得た。(4)ハロロドプシン(=光駆動塩素イオン輸送体)を大量に発現する高度好塩菌の変異体から目的のタンパク質を選択的に抽出する方法を開発するとともに、膜融合法を利用して3次元結晶を得、2.5Aの分解能で構造を求めた。(5)視物質イカロドプシンの結晶構造解析を2.5Aの分解能で決定した。得られた構造情報を基にイカロドプシンの活性化機構について論じた。
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