好熱性シアノバクテリアの光受容体TePixJの構造・機能解析

嗜热蓝藻光感受器TePixJ的结构和功能分析

基本信息

批准号：
08J11114
负责人：
石塚量見
金额：
$ 0.77万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2008
资助国家：
日本
起止时间：
2008 至 2009
项目状态：
已结题

项目摘要

1、TePixJの結晶構造解析昨年度シアノバクテリアから精製した標品を用いて、TePixJの緑色光吸収型の結晶構造を解像度2.4Åで得たが、今年度、同じ緑色光吸収型の結晶構造を解像度2.0Åで得ることに成功した。2、TePixJの光可逆変換機構の解明結晶構造とアミノ酸のアライメント解析からTePixJの光変換に重要と思われるアミノ酸残基を見出し、その残基をアラニン残基に置換してTePixJの機能を分子レベルで考察した。結晶構造中、発色団フィコビオロビリン(PVB)と相互作用していた492番目のアスパラギン酸残基(D492)をアラニン残基に置換すると、TePixJは光変換不活性成分が多くなり、また発色団はPVBではなくフィコシアノビリン(PCB)であった。本来PVBはTePixJ自身がPCBを異性化して供給されることから、このD492変異体は発色団の異性化反応が異常であることが分かる。このことから、発色団の異性化反応はD492がPCBと直接反応して起こす、もしくはD492が他の重要なアミノ酸と協同して起こすことが分かった。同じく結晶構造中、PVBと相互作用していた523番目のヒスチジン残基(H523)をアラニン残基に置換すると、TePixJは通常の青・緑色光の光可逆変換を示さなくなり、青・橙～赤色光の光可逆変換を示すようになった。発色団はPVBであり、発色団の異性化反応は正常であった。発色団を上から押さえつけていたH523が無くなると、発色団のネジレが解消し、それに伴い共役二重結合系も長くなり吸収の長波長シフトが生じたと考えられる。今回TePixJに独特な、短波長可視光における光可逆変換機構の一端を明らかにできた。

1。去年使用从蓝细菌纯化的标本对TepixJ进行的晶体结构分析，我们以2.4Å的分辨率获得了TepixJ的绿光吸收晶体结构，今年，我们成功地以2.0Å的分辨率获得了相同的绿光吸收晶体结构。 2。阐明TepixJ的光值转化机制，我们发现了一种氨基酸残基，这对于从晶体结构和氨基酸分析的TepixJ的光转化似乎很重要，并用丙氨酸残基代替了残基，以检查分子水平的TepixJ的功能。当丙氨酸残基被492位（D492）的天冬氨酸残基替换为与晶体结构相互作用的丙氨酸（d492）时，TepixJ在晶体结构中相互作用时，tepixj更加光传递不活跃的不活性成分，并且成熟的小子是phycocococococococococococococococyanobilin（pcb），不是PVB），不是PV。最初，PVB是通过TepixJ本身异构化PCB提供的，这表明该D492突变体具有发色团的异常异构化反应。这表明，发色团的异构化与D492与PCB或D492直接发生，与其他重要的氨基酸合作。当位置523（H523）也与PVB相互作用的组氨酸残基被用丙氨酸残基替换时，TepixJ不再表现出蓝绿色光的正常光孔转换率，并且可以表现出蓝橙色光线的光呈光孔可感染的转换。发色团是PVB，发色团的异构化反应正常。当H523从上方固定在发色团上时，消除了发色团扭曲，因此，也延长了共轭双键系统，从而导致吸收的长波长变化。这次，我们能够在短波长的可见光中揭示一种光可逆的转换机制，这是Tepixj独有的。