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2021 年度 実績報告書

シリアルフェムト秒結晶構造解析による銅含有アミン酸化酵素の触媒機構の解明

公募研究

研究領域高速分子動画法によるタンパク質非平衡状態構造解析と分子制御への応用
研究課題/領域番号 20H05448
研究機関大阪医科薬科大学

研究代表者

村川 武志  大阪医科薬科大学, 医学部, 助教 (90445990)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2022-03-31
キーワードシリアルフェムト秒結晶構造解析 / トパキノン
研究実績の概要

本研究では土壌細菌由来の銅含有アミン酸化酵素(AGAO)について,微結晶溶液と基質溶液の二液混合時分割シリアルフェムト秒結晶構造解析(SFX)を行い,反応時間軸に沿った様々な構造情報を得る.得られた知見により,これまで未解明であった,触媒過程の各段階における活性部位環境の最適化,およびそれに基づく反応促進機構の詳細を明らかにすることを目指す.
本年度は,前年度確立した測定条件に沿って,嫌気条件下における二液混合時分割SFXを実施した.試料であるAGAOは,大腸菌を宿主として発現し精製し,微結晶は,ミクロシーディング法とバッチ法を組み合わせることにより得た.リキットジェット法による微結晶液と基質溶液の二液混合SFX測定はSACLA BL2にて実施した.
SFX測定について,本年度は,基質との混合後0.05, 0.1, 0.2, 0.3, 0.4秒の5セットのデータを取得した.得られたデータについてCrystfelを用いて指数付けおよび積分を行った.各測定条件とも50000 - 70000枚程度のイメージファイルに対しindexを付けることに成功した.上記の積分したデータを用いて,これまでに放射光を用いて決定した構造(3WA2)を用いて分子置換及び精密化を行い,補酵素TPQ及び,生成物であるフェニルアセトアルデヒドについてオミットマップを描き,反応中間体の同定を行ったところ,反応時間軸に沿った様々な構造変化を確認することができた.

現在までの達成度 (段落)

令和3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

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2022 2021

すべて 雑誌論文 (1件) 学会発表 (4件) (うち招待講演 3件)

  • [雑誌論文] Microcrystal preparation for serial femtosecond X-ray crystallography of bacterial copper amine oxidase2021

    • 著者名/発表者名
      Murakawa Takeshi、Suzuki Mamoru、Arima Toshi、Sugahara Michihiro、Tanaka Tomoyuki、Tanaka Rie、Iwata So、Nango Eriko、Tono Kensuke、Hayashi Hideyuki、Fukui Kenji、Yano Takato、Tanizawa Katsuyuki、Okajima Toshihide
    • 雑誌名

      Acta Crystallographica Section F Structural Biology Communications

      巻: 77 ページ: 356~363

    • DOI

      10.1107/S2053230X21008967

  • [学会発表] 二液混合シリアルフェムト秒X線結晶構造解析に基づく銅含有アミン酸化酵素触媒機構の解明2022

    • 著者名/発表者名
      村川武志
    • 学会等名
      日本放射光学会
    • 招待講演
  • [学会発表] 高分解能中性子結晶構造解析に基づく銅含有アミン酸化酵素の触媒機構2021

    • 著者名/発表者名
      村川武志
    • 学会等名
      iBIXタンパク質構造研究会
    • 招待講演
  • [学会発表] シリアルフェムト秒結晶構造解析による銅含有アミン酸化酵素の触媒機構の解明2021

    • 著者名/発表者名
      村川武志
    • 学会等名
      日本生化学会
    • 招待講演
  • [学会発表] 銅含有アミン酸化酵素の中性子結晶構造解析2021

    • 著者名/発表者名
      村川武志,栗原和男,安達基泰,日下勝弘,岡島俊英
    • 学会等名
      日本結晶学会

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公開日: 2022-12-28  

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