中性子結晶構造解析で見るフェレドキシン依存性ビリン還元酵素のプロトン化機構

2011 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 22770096
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 構造生物化学
• 研究機関: 茨城大学
• 研究代表者: 海野 昌喜 茨城大学, フロンティア応用原子科学研究センター, 准教授 (10359549)
• 研究協力者: 福山 恵一 大阪大学, 理学研究科, 教授 (80032283)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2011
• キーワード: 酵素

研究概要

光合成を行うシアノバクテリアで重要な役割を担う色素フィトクロモビリンを生合成するフェレドキシン依存性ビリン還元酵素の一つ、PcyAの結晶を大型化することに成功し、最高2.6Å分解能の中性子回折像を得た。結晶の大型化はシッティングドロップ蒸気拡散法で、ドロップサイズを大きくする方法を取った。今後、更に大きな結晶が出来れば2Å分解能を超えるような構造解析が可能になり、水素原子位置を同定し、反応機構が明らかになることが期待される。

研究成果

• [雑誌論文] 金属タンパク質のX線結晶構造解析:ヘム分解酵素の反応中間体 (2011)
  • 著者名/発表者名: 海野昌喜、松井敏高、齋藤正男
  • 雑誌名: 日本結晶学会誌 巻: 53 ページ: 213-218
  • 査読あり
• [雑誌論文] Enzymatic Ring-Opening Mechanism of Verdoheme by the Heme Oxygenase : A Combined X-ray Crystallography and QM/MM Study. (2010)
  • 著者名/発表者名: Lai, W., Chen, H., Matsui, T., Omori, K., Unno, M., Ikeda-Saito, M., Shaik, S.
  • 雑誌名: J. Am. Chem. Soc. 巻: 132 ページ: 12960-12970
  • 査読あり
• [雑誌論文] Solution 1H NMR characterization of substrate-free C. diphtheriae heme oxygenase : Pertinence for determining magnetic axes in paramagnetic substrate complexes. (2010)
  • 著者名/発表者名: Du, Z., Unno, M., Matsui, T., Ikeda-Saito, M., La Mar, G., N.
  • 雑誌名: J. Inorg. Biochem 巻: 104 ページ: 1063-1070
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dioxygen Activation for the Self-Degradation of Heme : Reaction Mechanism and Regulation of Heme Oxygenase (2010)
  • 著者名/発表者名: Matsui, T., Iwasaki, M., Sugiyama, R., Unno, M., Ikeda-Saito, M.
  • 雑誌名: Inorg. Chem 巻: 49 ページ: 3602-3609
  • DOI: DOI:10.1021/ic901869t
  • 査読あり
• [学会発表] フェレドキシン依存性ビリン還元酵素PcyAの大型結晶作製の試みと高分解能結晶構造解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 石川久美子,伊中浩治,萩原義徳,和田啓,黒木良太,玉田太郎,福山恵一,海野昌喜
  • 学会等名: 日本化学会関東支部、茨城地区交流会
  • 発表場所: 東海村
  • 年月日: 2011-11-04
• [学会発表] 中性子結晶構造解析を目指したフェレドキシン依存性ビリン還元酵素PcyAの結晶成長 (2010)
  • 著者名/発表者名: 石川久美子,萩原義徳,和田啓,小原裕二,黒木良太,玉田太郎,福山恵一,海野昌喜
  • 学会等名: 日本結晶学会2010,創立60周年記念大会
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 2010-12-05
• [学会発表] 中性子結晶解析で見るビリン還元酵素のプロトンを使った反応機構 (2010)
  • 著者名/発表者名: 海野昌喜
  • 学会等名: 茨城県中性子利用促進研究会(生命物質構造研究会)合同研究会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2010-10-01
• [学会発表] Ring Opening Mechanism of Verdoheme Catalyzed by Heme Oxygenase (2010)
  • 著者名/発表者名: Toshitaka Matsui, Masaki Unno, Masao Ikeda-Saito
  • 学会等名: 2010年日本生物物理学会第48回年会
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 2010-09-22
• [学会発表] Crystal Growth of Pcy A, a Ferredoxin-Dependent Billin Reductase, for Neutron Crystallographic Analysis (2010)
  • 著者名/発表者名: Kumiko Ishikawa, Yoshinori Hagiwara, Kei Wada, Yuji Obara, Ryota Kuroki, Taro Tamada, Keiichi Fukuyama, Masaki Unno
  • 学会等名: 2010年日本生物物理学会第48回年会
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 2010-09-22
• [備考]
  • URL: http://www.fas.ibaraki.ac.jp/?page_id=827