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好塩性タンパク質におけるCs$$^{+}$$選択性結合部位の発見

Discovery of Cs$$^{+}$$ selective binding site on a halophilic protein

新井 栄揮; 安達 基泰; 玉田 太郎; 徳永 廣子*; 石橋 松二郎*; 徳永 正雄*; 黒木 良太

Arai, Shigeki; Adachi, Motoyasu; Tamada, Taro; Tokunaga, Hiroko*; Ishibashi, Matsujiro*; Tokunaga, Masao*; Kuroki, Ryota

数多くの金属イオンと相互作用する可能性がある好塩性タンパク質分子を利用して、希少金属・有害金属イオンの結合部位を見出す研究を進めてきた。今回我々は、X線結晶解析により、中度好塩菌${it Chromohalobacter}$ sp.560由来・HaBLAの立体構造を解明するとともに、X線異常分散測定により、HaBLA結晶構造中のCs$$^{+}$$, Sr$$^{2+}$$結合部位の抽出を試みた。Cs$$^{+}$$の同定にはSAGA-LSのBL7、Sr$$^{2}$$+の同定にはSPring-8のBL38B1およびPFのNW12Aを使用した。本研究の結果、HaBLAの結晶構造中に、Cs$$^{+}$$に由来する17.5$$sigma$$レベル以上、Sr$$^{2+}$$に由来する7.0$$sigma$$レベル以上の異常分散差フーリエ電子密度を見出し、HaBLA分子上に少なくとも1ヶ所のCs$$^{+}$$結合部位、3ヶ所のSr$$^{2+}$$結合部位を発見した。特に、今回発見したCs$$^{+}$$結合部位は、Trp側鎖のベンゼン環によるカチオン-$$pi$$相互作用、および、主鎖の2つの酸素原子によってCs$$^{+}$$を結合しており、Na$$^{+}$$がCs$$^{+}$$の9倍量存在する条件下(Na$$^{+}$$/Cs$$^{+}$$ = 90mM/10mM)でもCs$$^{+}$$を選択的に結合できることが明らかになった。

Because various metal ion binding sites exist on halophilic proteins, we proposed that the metal ion binding sites with an affinity to harmful metals and rare metals could be identified using X-ray crystallographic analysis in the presence of those metal ions. In this study, we attempted to identify metal ion binding sites for Sr$$^{2+}$$ and Cs$$^{+}$$ on a halophilic protein HaBLA derived from ${it Chromohalobacter}$ sp.560 (HaBLA) by X-ray crystallographic analysis and anomalous X-ray diffraction analysis. By these analyses, we succeeded in discovering one Cs$$^{+}$$ binding site and three Sr$$^{2+}$$ binding site for one molecule of HaBLA. Moreover, discovered Cs$$^{+}$$ binding site showed high Cs$$^{+}$$ selectivity, which binds Cs$$^{+}$$ even in the presence of 9-fold molar excess of Na$$^{+}$$ (90 mM Na$$^{+}$$ / 10 mM Cs$$^{+}$$).

使用言語

 :

Japanese

掲載資料名

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巻

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号

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ページ数

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発行年月

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発表会議名

 :

九州大学先導物質化学研究所・九州シンクロトロン光研究センター合同シンポジウム

開催年月

 :

2015/08

開催都市

 :

鳥栖

開催国

 :

日本

キーワード

 :

好塩性蛋白質; X線結晶解析

特許データ

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PDF

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論文URL

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広報プレスリリース

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