光駆動性塩素イオンポンプの構造・機能解析

2011 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 21570164
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 生物物理学
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 井原 邦夫 名古屋大学, 遺伝子実験施設, 助教 (90223297)
• 研究分担者: 神山 勉 名古屋大学, 大学院・理学研究科, 教授 (30170210)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2011
• キーワード: 光生物学 / 構造生物学 / エネルギー変換 / イオンポンプ

研究概要

高度好塩性好アルカリ性古細菌Natronomonas pharaonisの細胞膜上には、光駆動性塩素イオンポンプであるハロロドプシン(pHR)が存在する。このpHRを膜の状態で精製して結晶化し、2. 0 Aの分解能で構造解析する事に成功した。また、塩素イオンが結合していないO中間体様の構造解析にも成功した。これらの2つの構造を比較する事で、塩素イオン輸送過程において、CヘリックがGヘリックス側に移動すること、シッフ塩基と水素結合を形成していた水分子が移動することが、明らかになった。

研究成果

• [雑誌論文] Crystal structures of an O-like blue form and an anion-free yellow form of pharaonis halorhodopsin (2011)
  • 著者名/発表者名: Kanada S., Takeguchi Y., Murakami M., Ihara K. and Kouyama T.
  • 雑誌名: J. Mol. Biol 巻: 413 ページ: 162-176
  • 査読あり
• [雑誌論文] A microbial rhodopsin with a unique retinal composition shows both sensory rhodopsin II and bacteriorhodopsin-like properties (2011)
  • 著者名/発表者名: Sudo Y., Ihara K., Kobayashi S., Suzuki D., Irieda H., Kikukawa T., Kandori H. and Homma M.
  • 雑誌名: J Biol Chem 巻: 286 ページ: 5967-597
  • 査読あり
• [雑誌論文] 2011Photochemistry of a putative new class of sensory rhodopsin(SRIII) coded by xop2 of Haloarcular marismortui (2011)
  • 著者名/発表者名: Nakao Y., Kikukawa T., Shimono K., Tamogami J., Kimitsuki N., Nara T., Unno M., Ihara K. and Kamo N.
  • 雑誌名: J. Photochem. Photobiol 巻: 102 ページ: 45-54
  • 査読あり
• [雑誌論文] 2010 Crystal structure of the light-driven chloride pump halorhodopsin from Natronomonas pharaonis (2010)
  • 著者名/発表者名: T., Kanada S., Takeguchi Y., Narusawa A., Murakami M. and Ihara K.
  • 雑誌名: J. Mol. Biol 巻: 396 ページ: 564-579
  • 査読あり
• [学会発表] RNA-Seq法による好塩性古細菌の全転写産物解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 井原邦夫
  • 学会等名: 第24回日本Archaea研究会
  • 発表場所: 鶴岡
  • 年月日: 2011-09-02
• [学会発表] ハロロドプシンの立体構造と塩素イオン輸送活性 (2010)
  • 著者名/発表者名: 井原邦夫、金田創運、井原智美、神山勉
  • 学会等名: オン輸送活性」、第36回日本生体エネルギー研究会
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 20101100
• [学会発表] Comparative study of archaeal light driven prton pumps for functional expression in Escherichia coli (2010)
  • 著者名/発表者名: 井原邦夫、金田創運、井原智美、神山勉
  • 学会等名: 第14回レチナール蛋白質国際会議
  • 発表場所: 米サンタクルツ
  • 年月日: 20100806-12
• [備考]
  • URL: http://lac2.gene.nagoya-u.ac.jp/.ihara/index.html