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ビタミンB12（アデノシルコバラミン）が高い光感受性をもち、光分解することは50年以上前から知られていた。しかし、ビタミンB12を感光色素とするセンサータンパク質の存在は近年まで明らかでなかった。2011年に含コバラミン転写因子CarH/LitRが光センサーとして機能することが報告されると、2014年にはヒドロキシコバラミン結合タンパク質AerRが転写因子CrtJと相互作用することで転写制御に関わることが報告された。いずれも構造生物化学的知見に乏しく、コバラミンの光依存的な構造の変化が転写調節をもたらす一連の情報伝達メカニズムは全く不明である。本研究では、エックス線結晶解析法によってCarHとAerRの立体構造を決定し、光応答に伴う動的な構造変化を捉えることを目指している。
T. thermophilus 由来CarHについて、光反応前の構造解析に成功した。光応答に重要なC末端ドメインのみの構造を2.5オングストローム分解能で、全長構造を3.0オングストローム分解能で決定できている。いずれも四量体を形成しており、生理的条件を反映していると考えられている。既知のコバラミン結合タンパク質との比較から、コバラミン中心金属の軸配位子の光乖離がDNA結合親和性を変化させるという作業仮説を立てた。仮説の検証に向けて、実験を進めている。
AerRにおいて、AerRの大量発現系を確立することはできたが、結晶化には至らなかった。AerRはコバラミンを結合させることで安定化することがわかったが、等量のコバラミンを結合させることができなかった。コバラミン結合状態のAerRのみの単離も試みたが、十分な結果は得られなかった。
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