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2013 年度 実績報告書

天然変性タンパク質をハブとするカルビン回路高次複合体の構造解析

公募研究

研究領域細胞シグナリング複合体によるシグナル検知・伝達・応答の構造的基礎
研究課題/領域番号 25121719
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

研究機関大阪大学

研究代表者

松村 浩由  大阪大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (30324809)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2015-03-31
キーワードカルビン回路 / 阻害複合体 / 調節機構 / 天然変性蛋白質
研究概要

カルビン回路高次複合体の形成によるカルビン回路酵素の協調的な阻害、ならびに天然変性蛋白質CP12の段階的折り畳み機構を解明するために、まず立体構造が明らかになっていなかったホスホリブロキナーゼ(PRK)の結晶学的研究を行った。その結果、沈殿剤にMPDを用いることで結晶を得ることができ、3Å分解能で構造を決定することができた。しかし、PRKモノマー同士の接触面積からPRKダイマー構造は決定することができなかった。そこでX線溶液散乱によりPRKダイマー構造を決定した。さらにCP12-GAPDH-PRK複合体のX線溶液散乱を測定し、CP12-GAPDH-PRK複合体の低分解能構造を得ることができた。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

CP12-GAPDH-PRK複合体については計画通り進展しているが、CP12-GAPDH-PRK-FBA複合体については発現が難しく進展していない。具体的にPRKについては、X線結晶構造解析法とX線溶液散乱法を用いることで初めて酸素発生型光合成生物のPRKの立体構造解析に成功した。CP12-GAPDH-PRK複合体についても低分解能構造を得ることができた。一方で、FBAについては不溶性画分に見られてしまい、現状では単体の構造解析も困難な状況であるため、可溶性タグを用いた融合蛋白質としての発現を試験する予定である。

今後の研究の推進方策

カルビン回路複合体2種類(PRK-GAPDH-CP12複合体、CP12-GAPDH-PRK-FBA)の構造研究を行う予定であるが、これらの複合体の結晶化が困難であることが分かったため、X線溶液散乱、電子顕微鏡、および部位特異的変異の実験など、生物物理学的、分子生物学的手法を利用して、これらの高次複合体形成によるカルビン回路酵素の協同的阻害メカニズムを明らかにするとともに天然変性蛋白質CP12の段階的折り畳み機構を解明する。

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2014 2013

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件) 学会発表 (5件) (うち招待講演 3件)

  • [雑誌論文] Strategy for cold adaptation of the tryptophan synthase α subunit from the psychrophile Shewanella frigidimarina K14-2: Crystal structure and physicochemical properties2014

    • 著者名/発表者名
      D Mitsuya, S Tanaka, H Matsumura, N Urano, K Takano, K Ogasahara, M Takehira, K Yutani, M Ishida
    • 雑誌名

      J. Biochem.

      巻: 155 ページ: 73-82

    • DOI

      10.1093/jb/mvt098

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Structural insights into the function of a thermostable copper-containing nitrite reductase2014

    • 著者名/発表者名
      Y Fukuda, KMTse, E Mizohata, H Matsumura , H Takami, M Nojiri, T Inoue
    • 雑誌名

      J. Biochem.

      巻: 155 ページ: 123-135

    • DOI

      10.1093/jb/mvt107

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Structure of peroxiredoxin from anaerobic hyperthermophilic archaeon Pyrococcus horikoshii2013

    • 著者名/発表者名
      T Nakamura, A Mori, M Niiyama, H Matsumura, C Tokuyama, J Morita, K Uegaki, T Inoue
    • 雑誌名

      Acta. Cryst. F

      巻: 69 ページ: 719-722

    • DOI

      10.1107/S1744309113014036

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Expression, purification, crystallization and preliminary crystallographic study of FtsA from methicillin-resistant Staphylococcus aureus2013

    • 著者名/発表者名
      J Fujita, Y Miyazaki, M Hirose, C Nagao, E Mizohata, Y Matsumoto, K Mizuguchi, T Inoue, H Matsumura
    • 雑誌名

      Acta. Cryst. F

      巻: 69 ページ: 895-898

    • DOI

      10.1107/S1744309113017727

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 転写制御因子Tup1-N 末端ドメインのX線結晶構造とその複合体形成メカニズム2013

    • 著者名/発表者名
      中村太一、松村浩由、井上豪、日下菜花、田中直子、向由起夫
    • 雑誌名

      日本結晶学会誌

      巻: 55 ページ: 110-115

    • 査読あり
  • [学会発表] CP12-GAPDH-PRK複合体形成によるカルビン回路調節機構の解明2014

    • 著者名/発表者名
      松村浩由、清水伸隆、木津奈都子、吉田将康、荒武将弘、溝端栄一、田茂井政宏、和田野晃、重岡成、井上豪
    • 学会等名
      日本農芸化学会大会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      20140328-20140330
  • [学会発表] Structural basis for assembly of the CP12-GAPDH-PRK complex2014

    • 著者名/発表者名
      Hiroyoshi Matsumura, Nobutaka Shimizu, Natsuko Kizu, Masayasu Yoshida, Masahiro Aratake, Eiichi Mizohata, Masahiro Tamoi, Akira Wadano, Sshigeru Shigeoka, Tsuyoshi Inoue
    • 学会等名
      日本農芸化学会2014年度大会
    • 発表場所
      富山
    • 年月日
      20140318-20140320
  • [学会発表] カルビン回路調節システムの構造基盤2013

    • 著者名/発表者名
      松村浩由
    • 学会等名
      アグリバイオシンポジウム 2013
    • 発表場所
      奈良
    • 年月日
      20131130-20131130
    • 招待講演
  • [学会発表] SAXS and XRD analyses of the Calvin cycle regulatory complexes2013

    • 著者名/発表者名
      Hiroyoshi Matsumura, Nobutaka Shimizu Tsuyoshi Inoue
    • 学会等名
      日本生物物理学会年会
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      20131028-20131030
    • 招待講演
  • [学会発表] 結晶解析と溶液散乱による相関解析2013

    • 著者名/発表者名
      松村 浩由
    • 学会等名
      タンパク質X線溶液散乱講習会
    • 発表場所
      筑波
    • 年月日
      20130522-20130523
    • 招待講演

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公開日: 2015-05-28  

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