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2012 年度 実績報告書

センソリーロドプシンの光化学反応

研究課題

研究課題/領域番号 22590049
研究機関北海道大学

研究代表者

加茂 直樹  北海道大学, -, 名誉教授 (10001976)

研究期間 (年度) 2010-04-01 – 2013-03-31
キーワードレチナールタンパク / 微生物ロドプシン / センソリーロドプシン / ホボロドプシン / ブリーチ / カサノリ / ハロロドプシン / ホトサイクル
研究概要

センサりーロドプシン(Sensary Rhodopsin, SRと略)は、高度好塩菌に存在するレチナールタンパクである。SRには2種あり、それらはSRIおよびSRIIと呼ばれている。SRIは正の走光性(光に寄っていく)のレセプターであり、SRIIは負の走光性(500nm近くの光から逃げる)のレセプターである。本研究では、主に、SRII(ホボロドプシンとも呼ばれる)について、次のことを研究した。
1)500nm近辺の光を受けると、SRIIは励起され、種々の光中間体を経てもとのSRIIに帰る。これをホトサイクルと呼んでいる。ホトサイクルを精密に研究し、Nと呼ばれる中間体の存在を示した。2)レチナール近傍に存在するSer201を変異させると、ホトサイクルが大きな変化を受ける。3)SRIIは光照射下でヒドロキシルアミンを作用させると、レチナールが外れて可視部に吸収が無くなる。M中間体とヒドロキシルアミンが反応している事を明らかにした。4)M中間体は機能に重要な中間体と考えられている。定常光照射下での個体NMR測定の装置を開発し、M中間体のスペクトルを得た。
SRIIではないが、次のことを明らかにした。5)カサノリのロドプシン(Acetabularia rhodopsin)の結晶構造およびホトサイクルを明らかにした。6)H. salinarumのハロロドプシン(HR,光駆動クロライド輸送体)の異種細胞での発現を初めて成功させた。7)HRは界面活性剤中でも3量体を構成している。8)HRのCl結合の熱力学的パラメーターを測定した。9)Gloeobacter rhodopsinの3量体形成に、これらのファミリーに広く保存されているHis残基が重要であることを示した。

現在までの達成度 (区分)
理由

24年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

24年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2013 2012

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件) 学会発表 (1件)

  • [雑誌論文] Salt bridge in the conserved His-Asp cluster in Gloeobacter rhodopsin contributes to trimer formation2013

    • 著者名/発表者名
      Tsukamoto, Takashi
    • 雑誌名

      FEBS Letters

      巻: 587 ページ: 322-327

    • DOI

      10.1002/hep.26100

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Exploring the active site structure of a phhotoreceptor protein by Raman optical activity2013

    • 著者名/発表者名
      Unno, Masashi
    • 雑誌名

      Journal of Physical Chemistry

      巻: 117 ページ: 1321-1325

    • DOI

      10.1021/jp4001187

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Thermodynamic parameters of anion binding to halorhodopsin from Natronomonas pharaonis by isothermal titration calorimetry2013

    • 著者名/発表者名
      Hayashi, Saori
    • 雑誌名

      Biophysical Chemistry

      巻: 172 ページ: 61-67

    • DOI

      10.1016/j.bpc.2013.01.001

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Photoinduced proton release in proteorhodopsin at low pH: The possibility of a decrease in the pKa of Asp2272012

    • 著者名/発表者名
      Tamogami Jun, Kikukawa Takashi, NaraToshifumi , Shimono Kazumi, Demura Makoto, Kamo Naoki
    • 雑誌名

      Biochemistry

      巻: 51巻 ページ: 9290-9301

    • DOI

      doi:10.1021/bi300940p

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Homotrimer formation and dissociation of pharaonis halorhodopsin in detergent system2012

    • 著者名/発表者名
      Tsukamoto, Takashi
    • 雑誌名

      Biophysical Journal

      巻: 102 ページ: 2906-2915

    • DOI

      10.1016/j.bpi.2012.05.008

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Infulence of halide binding on the hydrogen bonding network in the active site of Salinibacter sensory rhodopsin I2012

    • 著者名/発表者名
      Reissig, Louisa
    • 雑誌名

      Biochemistry

      巻: 51 ページ: 8802-8813

    • DOI

      10.1021/bi3009592

    • 査読あり
  • [学会発表] When halorhodpisn does release anions2012

    • 著者名/発表者名
      Kikukawa, Takashi
    • 学会等名
      Interational Congress of Retinal Proteins 2012
    • 発表場所
      Monte Verita (Swizerland)
    • 年月日
      20121001-20121005

URL: 

公開日: 2014-07-24  

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