光化学系II酸素発生複合体の結晶化と構造解析

光系统II释氧复合物的结晶和结构分析

基本信息

批准号：
11169245
负责人：
沈建仁
金额：
$ 1.6万
依托单位：
The Institute of Physical and Chemical Research
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
财政年份：
1999
资助国家：
日本
起止时间：
1999 至 2000
项目状态：
已结题

项目摘要

光化学系II複合体は、14種の膜貫通サブユニットと3種の膜表在性サブユニットを含む、分子量320kDaの超分子複合体である。系II複合体の結晶構造解析を行うため、約35種の重原子同型誘導体を作製し、SPring-8のBL41XU,BL45PXにて、100K,X線波長1.0Åにてデータ収集・分析を行った。その結果、Ta_6Br_<14>の誘導体と母結晶の差パターソン関数から有意な差が得られ、分解能6.0Åでの初期位相を得ることができ、それに基づき光化学系II複合体の初期電子密度図を得た。しかし、多くの誘導体については、母結晶との差パターソン関数において、ノイズレベルが高いため重原子位置を決定することができなかった。これは、重原子ソーキング操作による結晶の同型性の変化が原因と考え、同型性保持に適したソーキング条件(それぞれの重原子の濃度、ソーキング時間)を検討し、その確立を行った。一方、光化学系II複合体には、4原子マンガンからなるクラスターと、3原子以上の鉄が含まれているので、マンガンと鉄のMADデータを収集した。マンガンのMADデータから有意なピークが得られ、それを用いた位相改良を試みている。鉄については、解析可能なデータを得ることができなかった。構造解析と並行して、より分解能の高い結晶作成を試み、サンプルバッチ・結晶化条件の違いにより、最高3.1Åの回折点を与える結晶を得ることができた。

光系统II复合物是一种超分子复合物，分子量为320 kDa，包含14个跨膜亚基和3个膜表面亚基。为了分析系统II配合物的晶体结构，制备了大约35种重原子同构衍生物，并在SPring-8的BL41XU和BL45PX上在100 K和1.0 Å X射线波长下收集和分析数据.结果表明，Ta_6Br_<14>衍生物与基质晶体之间的帕特森函数差异显着，得到了分辨率为6.0 Å的初始相。据此，得到了Ta_6Br_<14>衍生物的初始电子密度图。光系统 II 复合体建成了。然而，对于许多衍生物，由于与母体晶体的差异帕特森函数中的高噪声水平，无法确定重原子位置。我们认为这是由于重原子浸泡操作导致晶体的同构性发生变化，因此我们研究并建立了适合维持同构性的浸泡条件（各重原子浓度、浸泡时间）。另一方面，由于光系统 II 复合体包含由四个锰原子和三个或更多铁原子组成的簇，因此我们收集了锰和铁的 MAD 数据。从锰的 MAD 数据中获得了一个显着的峰，我们正在尝试使用它来改善相位。关于铁，无法获得可分析的数据。在进行结构分析的同时，我们尝试制造分辨率更高的晶体，通过改变样品批次和结晶条件，我们获得了最大衍射点为 3.1 Å 的晶体。