国際科学誌『eLife』に掲載　- エネルギー獲得のための生物共通の電位制御の仕組みを解明 -

2024年12月02日 掲載

 

宮崎大学医学部の和田啓 教授、本学農学部の井上謙吾 准教授は、大阪大学・茨城大学・東京薬科大学・久留米大学・CROSS・JASRIの研究者らとの共同研究によって、すべての生物がエネルギー獲得のために必要な酸化還元反応における「電子の運び屋」タンパク質の電位コントロールの仕組みを明らかにしました。

大強度陽子加速器施設（J-PARC）を使った実験に基づき水素原子を含めた精密な立体構造を決定し、そのデータをもとに行った理論計算により鉄硫黄クラスターの電子状態を可視化しました。その結果、鉄硫黄クラスターの電位は、水素原子一つの有無によって劇的に変化する、いわば"ナノスイッチ"機構があることを初めて明らかにしました。これらの成果は、生体反応の科学的な理解を深めるにとどまらず、将来的には酸素や窒素の超高感度センサーや新規薬剤の開発への手掛かりになることが期待されます。

本研究成果は2024年11月15日に国際科学誌『eLife』^※１（オンライン）にPreprint版が掲載されました。

▼学内共同研究者・著者名
　和田 啓（宮崎大学 医学部 蛋白質機能学分野 教授 （フロンティア科学総合研究センター兼任）：責任著者）
　井上 謙吾（宮崎大学 農学部　応用生物学科　環境微生物学研究室　准教授）
　丸川 正貴（宮崎大学 医学部 医学科5年生：研究者育成コース）
　綛田 紀子（宮崎大学 医学部 蛋白質機能学分野 研究員）
　元山 祐美子（宮崎大学 医学部 蛋白質機能学分野 助手）

▼発表雑誌
　論文名：Protonation/deprotonation-driven switch for the redox stability of low potential [4Fe-4S] ferredoxin
　著者：Kei Wada*, Kenji Kobayashi†, Iori Era†, Yusuke Isobe, Taigo Kamimura, Masaki Marukawa, Takayuki Nagae, Kazuki Honjo, Noriko Kaseda, Yumiko Motoyama, Kengo Inoue, Masakazu　Sugishima, Katsuhiro Kusaka, Naomine Yano, Keiichi Fukuyama, Masaki Mishima, Yasutaka Kitagawa*, Masaki Unno*
　(*責任著者 †同一の貢献度)

・掲載誌：eLife
・掲載日：2024年11月15日（Preprint版の公開）
・DOI：7554/eLife.102506

※１【eLife誌】:　eLife誌は、2012年に生物医学と生命科学のため創刊された非営利のオープンアクセスジャーナルで比較的新しい雑誌ですが、トップ10%ジャーナル（Journal Citation Reports: 2023 Biology トップ6.4%）になっています。

▼研究費
　本成果は、以下の研究事業・資金的援助により得られたものです。
　・文部科学省 科学研究費補助金 学術変革領域研究（A）、基盤研究（Ｂ）および基盤研究（C）
　・武田科学財団 研究助成、日本応用酵素協会 酵素研究助成、茨城県先導研究事業費
　・文部科学省オープンアクセス加速化事業（補助金）オープンアクセス論文APC支援

▼その他詳細についてはこちらから
　プレスリリース 2024年12月2日
　https://www.miyazaki-u.ac.jp/public-relations/20241202_02_press.pdf