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論文

Structural and functional characterization of the ${it Geobacillus}$ copper nitrite reductase; Involvement of the unique N-terminal region in the interprotein electron transfer with its redox partner

福田 庸太*; 小手石 泰康*; 米田 涼平*; 玉田 太郎; 高見 英人*; 井上 豪*; 野尻 正樹

Biochimica et Biophysica Acta; Bioenergetics, 1837(3), p.396 - 405, 2014/03

 被引用回数:15 パーセンタイル:47.42(Biochemistry & Molecular Biology)

海洋性好熱菌${it Geobacillus kaustophilus}$ HTA426由来銅型亜硝酸還元酵素(CuNIR)の全長体およびN末端領域(68アミノ酸)欠損変異体の結晶構造を各々1.3${AA}$、および1.8${AA}$分解能で決定した。全体構造は既知のCuNIRと同様に2つのグリークキー$$beta$$バレルドメインから構成されていたが、N末端側に$$beta$$ストランドと$$alpha$$へリックスからなる本酵素に特異的な領域が存在していた。この領域はタイプ1銅結合部位の方に伸びており、他の脱窒系におけるCuNIRと酸化還元パートナーである電子供与体(チトクロム${it C$_{551}$}$)との電子伝達複合体構造との重ね合わせから、この領域が${it Geobacillus}$脱窒系の電子伝達反応における電子供与体との一時的な結合に寄与していることが推察された。さらに、N末端領域欠損変異体と${it Geobacillus}$を由来チトクロム${it C$_{551}$}$を用いた電子伝達反応の速度論的解析結果を組み合わせた結果、この領域が電子供与体の認識に直接関与していることが示された。

論文

Cloning, expression, purification, crystallization and preliminary X-ray crystallographic study of GK0767, the copper-containing nitrite reductase from Geobacillus kaustophilus

福田 庸太*; 玉田 太郎; 高見 英人*; 鈴木 晋一郎*; 井上 豪*; 野尻 正樹

Acta Crystallographica Section F, 67(6), p.692 - 695, 2011/06

 被引用回数:9 パーセンタイル:67.74(Biochemical Research Methods)

The soluble region (residues 32-354) of GK0767, a copper-containing nitrite reductase from the thermophilic Gram-positive bacterium ${it Geobacillus kaustophilus}$ HTA426, has been cloned and overexpressed in ${it Escherichia coli}$. The purified recombinant protein was crystallized using the hanging-drop vapour-diffusion method. X-ray diffraction data were collected and processed to a maximum resolution of 1.3 ${AA}$. The crystals belonged to space group ${it R}$3, with unit-cell parameters ${it a}$ = ${it b}$ = 115.1, ${it c}$ = 87.5 ${AA}$. Preliminary studies and molecular-replacement calculations reveal the presence of one subunit of the homotrimeric structure in the asymmetric unit; this corresponds to a V$$_{M}$$ value of 3.14 ${AA}$ $$^{3}$$ Da$$^{-1}$$.

口頭

The 1.3 ${AA}$ structure of copper nitrite reductase from thermophilic denitrifer

福田 庸太*; 玉田 太郎; 高見 英人*; 井上 豪*; 野尻 正樹

no journal, , 

脱窒菌は、嫌気呼吸のひとつで硝酸イオン(NO$$_{3}$$$$^{-}$$)を窒素分子(N$$_{2}$$)にまで段階的に還元する脱窒(NO$$_{3}$$$$^{-}$$$$rightarrow$$NO$$_{2}$$$$^{-}$$$$rightarrow$$NO$$rightarrow$$N$$_{2}$$O$$rightarrow$$N$$_{2}$$)を行う微生物の総称である。脱窒過程は土壌や水中の窒素を大気に返す唯一の生物的機構であり、地球上の物質循環において非常に重要である。脱窒過程の各段階のうち、亜硝酸イオン(NO$$_{2}$$$$^{-}$$)を一酸化窒素(NO)へと還元する反応は、最初にイオンが気体に変換される反応であり特に重要であるが、この反応を触媒する酵素が銅型亜硝酸還元酵素(CuNIR)である。われわれは好熱性脱窒細菌${it Geobacillus kaustophilus}$ HTA426由来のCuNIR(${it Gk}$NIR)の1.3${AA}$分解能でのX線構造解析に成功した。${it Gk}$NIRは他のCuNIRと同様にホモ三量体構造を形成し、サブユニットあたりに2つの銅イオンを含んでいることを確認したが、他のCuNIRには見られない新規な$$alpha$$ヘリックス構造がN末端側に存在することも併せて明らかにした。速度論的解析結果を加味すると、この新規な$$alpha$$ヘリックス構造が生理的電子供与体との電子移動反応において種特異的な分子認識機構に関与すると考えられた。

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