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酸素をつくるタンパク質の3D構造を観る

研究報告コード R993100830
掲載日 2002年9月30日
研究者
  • 中里 勝芳
研究者所属機関
  • 日本大学文理学部応用物理学科
研究機関
  • 理化学研究所光合成科学研究室
報告名称 酸素をつくるタンパク質の3D構造を観る
報告概要 ホウレンソウの、光化学系II複合体(CP47、D1、D2、cytb559、psbI蛋白)を二次元結晶化することに成功し、低温(クライオ)電子顕微鏡像の画像解析により分解能20Åの投影図を得た。さらに、この二次元結晶の負染色像(0~60度傾斜像)から本光化学系II複合体の立体構造を分解能20Åで得た。この立体構造とこれまでに報告されているCP43を含む光化学系II複合体の二次元結晶から得られたさらに低分解能での電子線結晶構造解析の結果と比較することにより、反応中心蛋白D1/D2はCP47とCP43に挟まれて存在することが明らかになった。また、溶液中の非イオン性界面活性剤を自動的に徐々に除去する装置を開発し、本装置が膜蛋白質の二次元結晶化に有用であることを実証した。
画像

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研究分野
  • 生物物理的研究法
  • 分子構造
  • 光合成
  • 生体膜一般
  • 植物の生化学
関連発表論文 (1)K. Nakazato, C. Toyoshima, I. Enami, and Y. Inoue, “Formation and characterization of 2D crystals of spinach photosystem II”, in Photosynthesis: from Light to Biosphere, (P. Mathis ed.) Vol III, pp. 317-320 (1995), Kluwer Academic Publishers.
(2)I. Enami, H. Murakami, H. Ohta, M. Kamo, K. Nakazato, and J.-R. Shen, “Isolation and characterization of a photosystem II complex from the red alga Cyanidium caldarium: association of cytochrome c-550 and a 12 kDa protein with the complex”, Biochim. Biophys. Acta 1232, 308-216 (1995).
(3)I. Enami, H. Murayama, M. Kamo, H. Ohta, and K. Nakazato, “Isolation and characterization of a highly purified oxygen-evolving photosystem II core complex from an acidophilic and thermophilic red alga Cyanidium caldarium”, in Photosynthesis: from Light to Biosphere, (P. Mathis ed.) Vol. II, pp. 357-360 (1995), Kluwer Academic Publishers.
(4)H. Ohta, N. Yoshida, M. Sano,M. Hirano, K. Nakazato, and I. Enami, “Evidence for electrostatic interaction of the loop A on CP47 with the extrinsic 33 kDa protein”, in Photosynthesis: from Light to Biosphere, (P. Mathis ed.) Vol. II, pp. 361-364 (1995), Kluwer Academic Publishers.
(5)K. Nakazato, C. Toyoshima, I. Enami, and Y. Inoue, “Two dimensional crystallization and cryoelectron microscopy of photosystem II”, J. Mol. Biol. 257, 225-232 (1996).
(6)中里勝芳,“膜蛋白質の二次元結晶化と電子線三次元構造解析”SUT Bulletin, 9, pp. 38-43 (1996).
(7)T. Miura, J.-R. Shen, S. Takahashi, M. Kamo, E. Nakamura, H. Ohta, A. Kamei, Y. Inoue, N. Domae, K. Takio, K. Nakazato, Y. Inoue. and I. Enami, “Identification of domains on the extrinsic 33 kDa protein possibly involved in electrostatic interaction with photosystem II complex by means of chemical modification”, J. Biol. Chem., 272, 3788-3798 (1997).
(8) K. Mayanagi, T. Ishikawa, C. Toyoshima, Y. Inoue, and K. Nakazato, “Three-dimensional Electron Microscopy of the Photosystem II core complex ”, J. Struct.. Biol. 123, 211-224 (1998).
(9)K. Nakazato, and Y. Inoue. “An automatic Bio-Beads-supplying device for two-dimensional crystallization of membrain proteins”, J. Appl. Cryst., 31, 644-6458 (1998).
研究制度
  • 「さきがけ研究21」、「場と反応」領域/科学技術振興事業団
研究報告資料
  • 中里 勝芳. 酸素をつくるタンパク質の3D構造を観る. 「さきがけ研究21」研究報告会「場と反応」領域 講演要旨集(研究期間1994-1997),1997. p.11 - 18.

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