Preliminary neutron diffraction study of high-potential iron-sulfur protein at J-PARC

J-PARCにおける高電位鉄硫黄タンパク質の予備的中性子回折研究

平野 優; 玉田 太郎; 栗原 和男; 日下 勝弘*; 三木 邦夫*

Hirano, Yu; Tamada, Taro; Kurihara, Kazuo; Kusaka, Katsuhiro*; Miki, Kunio*

高電位鉄硫黄タンパク質(HiPIP)の酸化還元状態は、タンパク質表面の溶媒分子によって安定化されると報告されている。溶媒分子特に水分子の配向を決定するためには水素原子の情報が必要である。我々はHiPIPの水素原子の構造情報を得るためにJ-PARCのiBIXビームラインにおいて中性子回折実験を行った。酸化型HiPIPを用いマクロシーディング法によって体積1mmを超える大型結晶を取得した。結晶は重水環境中で3ヶ月間保存し、その後100Kでの回折データ収集のために抗凍結溶液へ結晶周囲の溶液を置換した。100Kの低温窒素気流中で結晶を瞬間凍結し、回折データ収集は結晶を100Kで冷却して実施した。その結果、9時間中性子を照射後1.1分解能を超える回折点を観測することができた。

The redox states of high-potential iron-sulfur protein (HiPIP) have been reported to be stabilized by solvent molecules around the protein surface. Information about hydrogen atoms is required to determine the orientation of solvent molecules, especially that of water molecules. We have performed neutron diffraction experiment of HiPIP at iBIX beamline of J-PARC to obtain structural information about hydrogen atoms. The crystal of the oxidized form of HiPIP was obtained by macro-seeding method and the size of the crystal was reached to 1 mm. The crystal was soaked in deuterated solution for 3 months, and then the crystal was transferred to cryoprotectant solution for data collection at 100 K. The crystal was flash frozen in a nitrogen-gas stream at 100 K and it was cooled during the data collection. Diffraction spots were observed up to 1.1 resolution after exposure to neutrons for 9 hours.