これまでの研究から
Some research highlights

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緑色光合成細菌の電子伝達タンパク質Cyt c554の結晶構造
Structure anlysis and characterization of the Cyt c554 from thermophilic green sulfur photosynthetic bacterium Chlorobaculum tepidum
緑色細菌の反応中心Cyt czサブユニットへ電子を供給するCyt c554の結晶構造を決定し、ヘムメチル基由来の特異的なNMR挙動の構造的要因を突き止めました。
A long-standing issue on the anomalous NMR behavior of a cytochrome c is addressed on the basis of its high-resolution crystal structure.

Photosynthesis Research 118, 249(2013)
[Abstract]


好熱性紅色細菌由来の電子伝達タンパク質
チトクロム c' とフラボチトクロム c の結晶構造解析と機能解明
Structure analysis and comparative characterization of the Cyt c' and flavocytochrome c from thermophilic purple bacterium Tch. tepidum
上記2つのタンパク質は常温菌のものより高い安定性を示すことがわかりました。これらの立体構造を高分解能で決定し、その内の1つから意外なものが見えてきました。
Both these proteins are much more stable than their mesophilic counterparts. The high-resolution structure of flavocyt c revealed the existence of disulfur atoms close to the FAD prosthetic group at the active site.

Biochemistry 51, 6556(2012)
[Abstract]


好熱性光合成細菌由来の光捕集複合体
LH2の遺伝子配列解析と特性評価
Gene sequencing and characterization of the LH2 from thermophilic purple bacteriumTch. tepidum
紅色硫黄光合成細菌Tch. tepidum のLH2タンパク質をコードする2つの遺伝子領域、3対の遺伝子ペアを特定しました。6本の遺伝子がすべて発現され、特徴的な分光学的挙動を示します。
Three sets of pucBA genes in two clusters have been identified. The gene products were analyzed by electro- phoresis, reversed-phase chromatography and spectroscopies.

Photosynthesis Research 111, 9(2012)
[Abstract]


緑色光合成細菌由来の電子伝達タンパク質Cyt czの結晶構造
Crystal structure of the electron carrier domain of the reaction center Cyt cz subunit from green sulfur photosynthetic bacterium Chlorobium tepidum
緑色細菌の反応中心スペシャルペア(P840)へ電子を供給するCyt czサブユニットの機能性ドメイン部分の結晶構造を1.3Å分解能で決定しました。
The overall fold of the C-cyt cz is similar to that of Class I Cyt c proteins despite low similarity in amino acid seqences. Several interesting features are observed for the heme environment.

Journal of Molecular Biology 397, 1175(2010)
[Abstract]


Tch. tepidum の光捕集反応中心
複合体の熱耐性にCa2+が必要
Calcium ions are required for the enhanced
thermostability of the LH1-RC from Tch. tepidum
好熱性光合成細菌Tch. tepidum由来の光捕集反応中心複合体は他の菌体由来のものより高い熱耐性を示します。これにはカルシウムイオンが必要であることを明らかにしました。
Thermostability of the Tch. tepidum LH1-RC is much higher than that of its mesophilic counterparts. The enhanced thermostability requires Ca2+ as a cofactor.

Journal of Biological Chemistry 284, 93(2009)
[Abstract]


Ca2+Tch. tepidum の光捕集複合体LH1の
異常Qy遷移に強く関与している
Calcium ions are involved in the unusual red shift
of the LH1 Qy transition in Tch. tepidum
これまで謎だった、915nmに位置する耐熱性光合成細菌Tch. tepidumのLH1Qy遷移(赤線)にカルシウムイオンが関与していることを突き止めました。通常は約880nmにあります(黒線)。
Removal of the Ca2+ resulted in formation of a species with the LH1 Qy at 880nm, and addition of the Ca2+ to the 880-nm species recovered the native 915-nm form.

Journal of Biological Chemistry 283, 13867(2008).
[Abstract]


光捕集反応中心複合体のキノン輸送に関わる
PufX膜タンパク質の立体構造
Solution structure of the Rhodobacter sphaeroides
PufX membrane protein: Implications for the quinone exchange and protein-protein interactions
PufXの大量発現に続いて溶液中での立体構造を決定しました。膜貫通領域はヘリックス構造をもち、その中央部分にGly,Ala残基に富むモチーフ(マゼンタ)が存在することを判明しました。
A short segment (Lys28-Gly35) rich in Gly and Ala residues is located in the middle of the central helix (magenta) and forms an extensive groove-like conformation which is considered as the functional site responsible for the ubiquinol transport.

Biochemistry 46, 3635-3642(2007).
[Abstract]


耐熱性光合成細菌の光捕集反応中心複合体の
単離精製、特性評価と結晶化
Purification, characterization and crystallization
of the LH1-RC complex from Tch. tepidum
本色素膜タンパク質超分子複合体の会合構造と分光学的挙動をショ糖密度勾配法、クロマトグラフィー、電気泳動、円偏光二色性などで調べ、その結晶化も試みました。
The association form and spectroscopic properties of the complex have been investigated by density gradient, HPLC, native-PAGE and CD/MCD spectra. Crystals of the complex were obtained.

Biochimica et Biophysica Acta 1767, 1057(2007).
[Abstract]


光合成膜タンパク質PufXの大量発現と
その特性評価
Overexpression and characterization of the Rhodobacter sphaeroides PufX membrane protein in Escherichia coli
遺伝子工学的手法を用いて、天然に発現量の極めて少ないキノン輸送膜タンパク質PufXの大量発現と得られた発現産物の詳細な特性評価を行いました。
Large-scale expression of the functional PufX membrane protein provides sufficient quantity for biophysical and structural analyses of its biological function, and adds another example for producing highly hydrophobic integral membrane proteins using the E. coli system.

Photochemistry and Photobiology 83, 139-144(2007).
[Abstract]


光捕集膜タンパク質の立体構造決定
Solution structures of the core
light-harvesting α and β polypeptides
多次元NMRを用いて、溶液中における紅色光合成細菌Rhodospirillum rubrum由来の光捕集膜タンパク質LH1αとβの立体構造解析を行い、膜貫通ドメインと色素配位部位の構造的特徴を明らかにしました。
The overall structures of the two proteins are very similar to those of corresponding LH2 proteins determined by X-ray crystallography.

Journal of Molecular Biology 347, 465-477(2005).


光合成細菌を利用したタンパク質標識法の開発
A novel method for isotopically labeling
proteins by utilizing photosynthetic bacteria
単純な炭素源と窒素源で生育可能な光合成細菌を加水分解し、大腸菌発現系の培地として利用することにより、実験室規模で目的タンパク質をより安価で標識する簡便な方法を開発しました。
A simple and efficient method of utilizing photosynthetic bacteria to produce isotopically labeled cultures for E. coli expression system for the purpose of determination of 3D structures of proteins by NMR techniques.

Analytical Biochemistry 347, 324-326(2005).


光合成色素分子の緩和挙動
NMR relaxation study of the
bacteriochlorophyll c in solutions
溶液中における水素結合や会合体形成に伴う色素分子の緩和挙動を核磁気共鳴法(NMR)で調べ、分子運動に関する動的知見が得られました。
The BChl c is demonstrated as an ideal molecule for studying the hydrogen bonding property in solutions and the dynamic exchange behavior within a dimer.

Journal of Physical Chemistry 108, 15422-15428(2004).


中性子小角散乱による光捕集複合体のサイズ評価
Determination of the B820 subunit size of a bacterial core light-harvesting complex by small-angle neutron scattering (SANS)
 重水化された界面活性剤を用いて、溶液中性子小角散乱により、LH1複合体の構成単位であるB820はαとβポリペプチド一本ずつと色素分子BChl a二分子で構成され、回転半径は約11Åであることを明らかにしました。
 Intrinsic size of the B820 subunit from Rhodospirillum rubrum LH1 complex was measured by SANS in perdeuterated OG solution and evaluated by Guinier analysis.

Biochemistry 42, 11555-11560(2003).


光捕集複合体から色素分子の選択的検出
Selective detection and assignment of the solution NMR signals of bacteriochlorophyll a in a reconstituted subunit of a light-harvesting complex.
 安定同位体13Cで特異的に標識された色素BChl a 分子を高濃度でアポタンパク質内に組み込む再構成法を確立し、生理活性条件下で高分解能の核磁気共鳴シグナルの観測に成功しました。
  The result indicates a nonequivalent state for the two BChl a molecules in the subunit and can be best interpreted in terms of a parallel face-to-face configuration with partial overlap over the pyrrolic rings II, III, and V.

J. Am. Chem. Soc. 124, 1072-1078(2002).


メチオニン酸化によるB820複合体の安定性への影響
Methionine oxidation and its effect on the stability of reconstituted subunit of light-harvesting complex.
N末端メチオニンが酸化を受けやすいことを突き止め、この酸化によって再構成された複合体の構造安定性が大きく低下したことを明らかにしました。
The oxidation site has been determined to be the N-terminal methionine residue, where the methionine is oxidized to methionine sulfoxide in a diastereoisomeric form.

Eur. J. Biochem. 268, 3375-3382(2001)


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