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2007 年度 実績報告書

高等植物グルタミン合成酵素の構造・機能相関の研究

研究課題

研究課題/領域番号 19570105
研究機関大阪大学

研究代表者

楠木 正巳  大阪大学, たんぱく質研究所, 准教授 (90135749)

研究分担者 長谷 俊治  大阪大学, たんぱく質研究所, 教授 (00127276)
キーワード構造生物学 / 結晶 / 立体構造 / X線 / 酵素 / 窒素代謝 / 植物
研究概要

高等植物の窒素源は硝酸イオンとアンモニアであり、根から吸収される。硝酸イオンは根や葉においてアンモニアに還元される。引き続くアンモニア同化反応において、アンモニアはグルタミン酸と反応しグルタミン酸側鎖のカルボキシル基のアミド化に使われ、グルタミンとして炭素骨格に組み入れられる。グルタミン合成酵素(Glutamine synthetase, GS)は、ATP存在下、アンモニアを基質としグルタミンの合成を触媒する植物のアンモニア同化系の主要酵素である。植物のグルタミン合成酵素は、細胞質局在型GS1とプラスチド局在型GS2が存在し、GS1は多重遺伝子族によりコード(トウモロコシにはイソ酵素GS1a、GS1b、GS1c、GS1d、GS1eがある)されている。これまで、真核生物のグルタミン合成酵素として初やて、トウモロコシのグルタミン合成酵素GS1aの2.63Å分解能の結晶解析に成功した。GS1aの野生型の1)リン酸化MetSox+ADP 2)リン酸化PPT+ADP 3)AMPPNP+MetSoxの3種類のインヒビター、酵素、ADP(orAMPPNP)の複合体結晶の構造解析をした。
今回の研究でE129A,E131,E192,H249,R291,E297,R311,R332Aの8種類のミュータントを作成し、酵素活性測定を行い、各種ミュータントとインヒンータの複合体結晶を作成した。このなかで、X線解析に適した2種の複合体結晶GS1a(WT)+AMPPNP+PPTとGS1a(H249A)+ADP+リン酸化MetSoxの結晶解析を行った。これらの研究により、基質認識に重要な残基と基質認識機構の知見が得られた。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2007 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Structural and mutational studies of anthocyanin malonyltransferase establish the features of BARD enzyme catalysis2007

    • 著者名/発表者名
      Hideaki Unno
    • 雑誌名

      Journal of Biological Chemistry 282

      ページ: 15812-15822

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Functional, structural and spectroscopic characterization of a glutathione-ligated [2Fe-2S] cluster in poplar glutaredoxin C12007

    • 著者名/発表者名
      Nicolas Rouhier
    • 雑誌名

      Proceedings of National Academy of Sciences, USA 104

      ページ: 7379-7384

    • 査読あり
  • [雑誌論文] C-Type Lectin-like Carbohydrate-Recognition of the Hemolytic Lectin CEL-III Containing Ricin-type β-Trefoil Folds2007

    • 著者名/発表者名
      Tomomitsu Hatakeyama
    • 雑誌名

      Journal of Biological Chemistry 282

      ページ: 37826-37835

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Cloning and Characterization of Ferredoxin and Ferredoxin-NADP^+ Reductase from Human Malaria Parasite2007

    • 著者名/発表者名
      Yoko Kimata-Ariga
    • 雑誌名

      Journal of Biochemistry 141

      ページ: 421-428

    • 査読あり
  • [学会発表] Structural and Mutational Studies of Anthocyanin Malonyltransferases Establish the Features of BAHD Enzyme Catalysis2007

    • 著者名/発表者名
      尾崎健
    • 学会等名
      第8回アジア結晶学会
    • 発表場所
      台湾、台北市
    • 年月日
      2007-11-05
  • [備考]

    • URL

      http://www.protein.osaka-u.ac.jp/rcsfp/pi/kusunoki/research_theme/GS.html

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公開日: 2010-02-04   更新日: 2016-04-21  

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