セレノシステインを含むフェレドキシンの化学合成

含硒代半胱氨酸的铁氧还蛋白的化学合成

基本信息

批准号：
17J01047
负责人：
武居俊樹
金额：
$ 1.09万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2017
资助国家：
日本
起止时间：
2017-04-26 至 2019-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究は、光化学系Ⅰにおいて一電子の授受反応を司る鉄-硫黄タンパク質である、フェレドキシン (Fd)の[2Fe-2S]クラスターに配位する4つのシステイン (Cys)をセレノシステイン (Sec)に置換した Sec置換型Fd (SecFd)を化学合成によって調製することで、Secを含むタンパク質を自在に合成することのできる確かな指針を得るとともに、Secをビルディングブロックとした新たな機能性分子創出の可能性について探索することを目的としている。最終年度となる本年度では、チオエステル法によって合成したアポ体のSecFdに対して [2Fe-2S]クラスターの再構成を行うことで、ホロ体の調製を試みた。その結果、天然型Fdに対する既存の再構成法を最適化することにより望むホロ体のSecFdを得ることに成功した。得られたSecFdは天然型Fdと非常に良く似たUV吸収スペクトルを示し、CDスペクトルにおいても同様の二次構造を形成していることが明らかとなった。また、ESI-TOF-MSによって[2Fe-2S]クラスターを有するホロ体の質量を直接観測することにも成功し、再構成の成功を証明するに至った。続いて、得られたSecFdの電子伝達能をCyt Cを用いた電子伝達系で評価したところ、天然型Fdと比較して低いものの、同様に電子伝達能を有することが明らかとなった。本研究によって、Secを含むタンパク質をルーチンに合成することのできる方法論を確立することに成功した。また、[2Fe-2S]クラスターに配位するCysをSecへと置換することでFdの電子伝達能を変化させることに成功し、新たな機能性分子創出に対する足がかりを得ることができた。本研究の成果は、当該研究分野の更なる発展の一助になることが期待される

这项研究旨在获取可自由合成通过化学合成的蛋白质的固体指南，通过该蛋白质，四个半胱氨酸（CYS）与[2FE-2S]铁质蛋白（FERDOXIN（FD）簇配位，这是一种铁硫蛋白，这是一种铁硫蛋白，该蛋白质可以控制一个在Photosystem I中的交换，以探索新的功能，从而探索了新的功能，并探索了新功能的分类。在今年的最后一年中，我们试图通过在硫代法合成的apoforms上重建[2FE-2S]簇来准备烟虫。结果，我们通过优化天然FD的现有重建方法，成功地获得了所需的Holoform secfd。获得的SECFD表现出与天然FD非常相似的UV吸收光谱，并且发现CD光谱也形成了相似的二级结构。此外，使用ESI-TOF-MS直接观察具有[2FE-2S]簇的Holo体的质量，证明了重建的成功。接下来，使用Cyt C进行了电子传输系统评估所获得的SECFD的电子传递能力，并揭示了它低于天然FD的电子传递系统，但它也具有电子传递能力。这项研究已成功建立了一种方法，该方法允许常规合成含有SEC的蛋白质。此外，通过替换CYS，它与[2FE-2S]群集与SEC进行了协调，我们成功地改变了FD的电子传输能力，提供了一个垫脚石来创建新的功能分子。预计这项研究的结果将有助于进一步推进研究领域。