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論文

Structure of a highly acidic $$beta$$-lactamase from the moderate halophile ${it Chromohalobacter}$ sp.560 and the discovery of a Cs$$^{+}$$-selective binding site

新井 栄揮; 米澤 悌*; 岡崎 伸生*; 松本 富美子*; 柴崎 千枝; 清水 瑠美; 山田 貢*; 安達 基泰; 玉田 太郎; 河本 正秀*; et al.

Acta Crystallographica Section D, 71(3), p.541 - 554, 2015/03

https://doi.org/10.1107/S1399004714027734
 被引用回数：7 パーセンタイル：50.76(Biochemical Research Methods)

蛋白質を利用した希少・有害金属捕集材料の研究開発の一環として、中度好塩菌Chromohalobacter sp.560由来・高酸性$$beta$$-Lactamase(HaBLA)のX線結晶構造を解明するとともに、X線異常分散測定により、HaBLA分子上のCs$$^{+}$$, Sr$$^{2+}$$結合部位の抽出を試みた。PFのNW3AにてHaBLAのX線結晶構造を解明した後、Cs吸収端($$lambda$$=2.175${AA}$)近傍のX線を利用できるSAGA-LSのBL7やPFのBL17A、及び、Sr吸収端($$lambda$$=0.770${AA}$)近傍のX線を利用できるSPring-8のBL38B1やPFのBL5Aなどを使用して、HaBLA分子に結合したCs$$^{+}$$及びSr$$^{2+}$$を同定した。その結果、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、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。このCs$$^{+}$$選択的結合部位は、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$$^{+}$$を結合していた。本研究で得たCs$$^{+}$$結合部位の立体構造情報は、原発事故によって放出された放射性Cs$$^{+}$$を捕集する蛋白質材料の設計(人工的Cs$$^{+}$$結合部位の設計)の土台として利用できる。

口頭

異常分散X線回折測定による好塩性細菌由来$$beta$$-lactamaseのCs選択性結合部位の発見

新井 栄揮; 安達 基泰; 河本 正秀*; 徳永 廣子*; 石橋 松二郎*; 徳永 正雄*; 黒木 良太

no journal, , 

蛋白質を利用した希少金属・有害金属捕集材料の研究開発の一環として、X線異常分散測定により、${it Chromohalobacter}$ sp.560由来・好塩性$$beta$$-Lactamase(HaBLA)の結晶構造中のCs$$^{+}$$, Sr$$^{2+}$$結合部位の抽出を試みた。Cs$$^{+}$$の同定にはCs吸収端($$lambda$$=2.175${AA}$)近傍のX線を利用できるSAGA-LSのBL7、Sr$$^{2+}$$の同定にはSr吸収端($$lambda$$=0.770${AA}$)近傍のX線を利用できるSPring-8のBL38B1およびPFのNW12Aを使用した。本測定・解析の結果、HaBLAの結晶構造中にCs$$^{+}$$やSr$$^{2+}$$に由来する異常分散差フーリエ電子密度を観測し、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、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。このCs$$^{+}$$選択的結合部位は、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$$^{+}$$を結合していた。本研究で得たCs$$^{+}$$, Sr$$^{2+}$$結合部位の立体構造情報は、福島第一原子力発電所事故によって放出された放射性Cs, Srを捕集する蛋白質材料の設計(人工的Cs, Sr結合部位の設計)の土台として利用できる。

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