[3P-1] Poster 3 (3P-01ー3P-47)

[3P-06] Neutron structural analyses of [NiFe]-hydrogenase from Desulfovibrio vulgaris Miyazaki F

^○Taro Tamada¹, Takeshi Hiromoto^1,2, Koji Nishikawa², Yu Hirano¹, Katsuhiro Kusaka³, Leighton Coates⁴, Yoshiki Higuchi² (1.iQLS, QST, 2.Grad. Sch. of Life Sci., Univ. Hyogo, 3.Front. Res. Cent. for Appl. Atom. Sci., Ibaraki Univ., 4.Neutron Scattering Division, ORNL)

[NiFe]-ヒドロゲナーゼはNi-Fe活性部位、Mg中心、および鉄-硫黄クラスターを有し、水素の合成・分解を両方向に触媒できる。これまでに行われたDesulfovibrio vulgaris Miyazaki F株由来[NiFe]-ヒドロゲナーゼのX線結晶構造解析から、Ni-Fe活性部位は４つのシステイン残基由来の硫黄原子により配位された2つの八面体型配位錯体構造を形成していることが明らかになった。さらに、酸化型（不活性状態）ではNi-Fe間には酸素種が、還元型（活性状態）ではヒドリドが架橋されていることが、それぞれX線結晶構造解析と単結晶EPR解析から示された。ヒドリドについては、0.89Å分解能のX線結晶構造解析によってもその存在が示唆されている。しかし、X線散乱能が弱い水素についての回折実験結果に基づいていることから信憑性に懸念がある。さらに、酵素触媒反応に関与するプロトンの輸送経路は不明なままである。現在、酸化型・還元型の双方でNi-Fe間に架橋されている原子種およびその状態、およびプロトン輸送経路を水素原子の直接観察に長けた中性子回折により明らかにすることに取り組んでいる。すでに、酸化型および還元型（複数条件で調製）の大型結晶を作製し、2つの中性子施設（J-PARC/MLFおよび米国SNS）において100K下で回折実験を実施し、いずれも2Å分解能前後の良質な回折データを収集済みである。現在、同一結晶から取得したＸ線回折データを相補的に用いた構造精密化に取り組んでいる。