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東京大学先端科学技术研究センターの石北央教授と渡邉宙志助教らの研究グループは、細菌などが酸素のない環境でエネルギーを作り出す（嫌気呼吸）ために用いているタンパク質（MtrF：外膜のマルチヘムシトクロム ）の構造をシミュレーションにより解明し、このタンパク質内でどのように電子が輸送されているか、その一端を示しました。

人间を含む多くの生物は、呼吸をする际に酸素に电子を渡す（还元する）ことで生命活动に必要なエネルギー（础罢笔）を生み出しています。しかし、酸素のない环境で生きる细菌の中には、鉱物中の金属酸化に电子を渡すことでエネルギーを确保しているものがいます。つまり、これらの细菌は细胞の内部から细胞外の金属酸化物まで电子を长距离に输送しています。この电子の输送にはさまざまなタンパク质が関わっていることが报告されており、その中でも近年、この长距离な电子の输送に関连するタンパク质の一つである惭迟谤贵（外膜のマルチヘムシトクロム）の分子构造が明らかになっています。惭迟谤贵の构造をもとに电子の移动経路が推测されていますが、详细なメカニズムは未だ分かっていません。

研究グループは、これまで発表されていた惭迟谤贵の构造の一部に误りがあることを発见し、スーパーコンピュータを用いて正确な构造を计算しました。その结果、今まで考えられていたものとは异なる新しい电子の移动経路を発见しました。また、そのタンパク质は、緻密なメカニズムによって効率的に电子を移动させていることが明らかになりました。

「惭迟谤贵にはヘムとよばれる鉄を持った分子が10个埋め込まれて、タンパク质の端から端まで电子を流す、电子の移动経路があります。これはまさに天然の电子デバイスともいえるので、惭迟谤贵がどのような特性を持っているのだろうとわくわくしました！」と石北教授は话します。「电子移动経路の见た目の形状は対称的ですが回の研究により、条件によってその経路を电子はあたかもダイオードのように方向性を持って移动しやすいことが明らかになりました」と続けます。
 

论文情报

Hiroshi C. Watanabe, Yuki Yamashita, Hiroshi Ishikita, "Electron transfer pathways in a multiheme cytochrome MtrF", Proceedings of the National Academy of Sciences of the United State of America Online Edition: 2017/03/06 (Japan time), doi:10.1073/pnas.1617615114.
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