兵庫県立大学 ピコバイオロジー研究所

概要

　　　　　　　　　　　　　チトクロム酸化酵素（複合体�W）

　　　　　　　　　　　　　　　 江藤勇樹、金津明穂、岸田佳織、萩本楓、波多野啓太、原史剛(4年生)
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　馬場淳平、武村秀平、Luo Fang Jia(大学院)
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　前田友子、島田淳広、伊藤(新澤)恭子

　チトクロムc酸化酵素による、酸素の水への還元反応と共役したプロトン輸送反応の全容解明を目指して、以下の研究を同時に進めている。

1. 超高分解能構造解析　
   　チトクロム酸化酵素は空気中の酸素分子（O₂）を水にまで還元することによりプロトン（水素イオン H+）能動輸送を駆動する巨大な（分子量20万）膜タンパク質複合体です。このタンパク質の機能解明のためにはプロトンのタンパク質中での輸送過程を直接追跡しなければなりません。そのために、超高分解能のＸ線構造解析により水素原子の位置を決定することを目指しています。
   
2. 中間体構造解析　
   　比較的安定に補足可能な中間体の結晶構造解析を行うことで、酸素還元とプロトン輸送の共役メカニズムの解明を行っています。
   
3. Ｘ線自由電子レーザー（SACLA）による時分割X線構造解析　
   　SACLAの強力なＸ線を利用すれば多数の結晶は必要ですが、1回20フェトム（10^-15）秒の照射を繰り返すことによりＸ線構造を決定できることが明らかになっています。つまり、SACLAを利用すれば20フェトム（10^-15）秒の時分割Ｘ線構造解析が可能です。したがって、SACLAの稼働によりタンパク質の駆動する化学反応に伴うＸ線構造の時間変化をとらえるという「生命科学の夢」が現実のものとなりつつあります。Ｘ線による損傷のない構造がこれまでに明らかにされ、その結果は、NHKのサイエンスZEROでも紹介されました。

その他の研究

• NADH-ユビキノン還元酵素（複合体�T）
• チトクロムc酸化酵素（複合体�W）
• F_oF₁ATP合成酵素（複合体�X）
• ミトコンドリア呼吸鎖複合体の高次の相互作用解析

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CREST (戦略的創造研究推進事業）

　ライフサイエンスの革新を目指した構造生命科学と先端的基盤技術

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基本姿勢

　当研究部門では、吉川信也特任教授と月原冨武特任教授を中心に、「世界を先導する研究を、学生を主体的に参画させて推進すること」を研究教育の基本姿勢として研究を勧めています。

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