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2016 Fiscal Year Annual Research Report

Molecular Mechanism of Metal Cluster Incorporation in Hydorogenase Maturation Process

Research Project

Project/Area Number 26291012
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

三木 邦夫  京都大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (10116105)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 渡部 聡  東北大学, 多元物質科学研究所, 助教 (50432357)
Project Period (FY) 2014-04-01 – 2017-03-31
Keywords構造生物学 / 成熟化タンパク質 / X線結晶解析
Outline of Annual Research Achievements

本研究は,[NiFe]ヒドロゲナーゼの成熟化をつかさどるHypタンパク質群を対象に,その作用過程で過渡的に形成される複合体状態を中心に構造解析を行い,金属クラスター組み込みなどの成熟化過程の分子機構を明らかにすることを目的としている.
HyhL-HypA複合体については,他種由来ヒドロゲナーゼやHypA単体をモデル分子とした分子置換法により初期位相を決定した.現在,構造の精密化を進めている.HyhL-HypC複合体については,安定した複合体の収量を増やすために,新たな発現条件の検討やタグを用いた精製方法の改善を行った.また,得られたサンプルについて結晶化スクリーニングを行った.
Ni供給タンパク質については,SlyDが持つNi結合配列(HGHXH)をT. kodakarensis由来タンパク質全体からBLAST検索したところ,唯一TK2203だけがこの配列を持つことが分かった.このタンパク質について構造解析を行ったところ,1.4A分解能で構造を決定することができた.しかしながら,得られた構造からTK2203はNi供給タンパク質ではなくジオキシゲナーゼであることが分かり,Niの供給はNi結合配列をもたない他のタンパク質が担っているか,あるいは,別のNi供給機構が存在することが示唆された.
プロテアーゼHybD(申請書のHycIより名称変更)については,得られた構造に基づいて金属結合部位の議論を行った.また,HyhL-HybD複合体を作成するために,前年度に作成したHybD変異体を用いた複合体調製を行い,結晶化を行った.さらに,金属クラスターを含んだHyhLをT. kodakarensis菌体から直接精製することも検討した.

Research Progress Status

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Causes of Carryover

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Expenditure Plan for Carryover Budget

28年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (5 results)

All 2016

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Acknowledgement Compliant: 2 results) Presentation (3 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 1 results)

  • [Journal Article] Crystal Structure of the TK2203 Protein from Thermococcus kodakarensis, a Putative Extradiol Dioxygenase2016

    • Author(s)
      Y. Nishitani, J-R. Simons, T. Kanai, H. Atomi, and K. Miki
    • Journal Title

      Acta Crystallogr.

      Volume: F72 Pages: 427-433

    • DOI

      10.1107/S2053230X16006920

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Crystal Structure of a [NiFe] Hydrogenase Maturation Protease HybD from Thermococcus kodakarensis KOD12016

    • Author(s)
      S. Kwon, Y. Nishitani, S. Watanabe, Y. Hirao, T. Imanaka, T. Kanai, H. Atomi, and K. Miki
    • Journal Title

      Proteins: Struct., Funct., Bioinfo.

      Volume: 84 Pages: 1321-1327

    • DOI

      10.1002/prot.25070

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] [NiFe]ヒドロゲナーゼ大サブユニットと成熟化タンパク質との複合体の結晶学的研究2016

    • Author(s)
      權 成鶴,西谷優一,渡部 聡,金井 保,跡見晴幸,三木邦夫
    • Organizer
      日本結晶学会2016年度年会
    • Place of Presentation
      水戸市,茨城県立県民文化センター
    • Year and Date
      2016-11-17 – 2016-11-18
  • [Presentation] Structural Study of Hyp Protein Complexes for the Maturation of [NiFe] Hydrogenase from Thermococcus kodakarensis2016

    • Author(s)
      S. Watanabe, T. Kawashima, Y. Nishitani, T. Kanai, H. Atomi, T. Imanaka, and K. Miki
    • Organizer
      The 11th International Congress on Extremophiles (Extremophiles 2016)
    • Place of Presentation
      Kyoto University, Japan
    • Year and Date
      2016-09-12 – 2016-09-16
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Structure Analysis of a Hydrogenase Maturation Protease from the Hyperthermophilic Archaeon Thermococcus kodakarensis2016

    • Author(s)
      S. Kwon, Y. Nishitani, S. Watanabe, Y. Hirao, T. Imanaka, T. Kanai, H. Atomi, and K. Miki
    • Organizer
      The 11th International Congress on Extremophiles (Extremophiles 2016)
    • Place of Presentation
      Kyoto University, Japan
    • Year and Date
      2016-09-12 – 2016-09-16
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2018-01-16  

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