一酸化窒素をエフェクターとする新規なヘム含有転写調節因子の転写活性化機構

以一氧化氮为效应子的新型含血红素转录调节因子的转录激活机制

• 批准号: 12740361
• 负责人: 中島 洋
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: Japan Advanced Institute of Science and Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 2000
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2000 至 2001
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-12740361/
• 关键词: 一酸化窒素; 一酸化炭素; 転写調節因子; ヘムタンパク質; ヘム蛋白質

CooAは、元来一酸化炭素(CO)を生理的エフェクターとするヘム含有転写調節因子であるが、昨年度の研究により一酸化窒素(NO)ともセンサー部位であるヘムと反応し得ることを見出し、その反応様式を解明した。本年度は、NOがCOと同様にCooAの生理的エフェクターとして機能するか否かを検証するとともに、CooAがCOとNOを認識・区別する機構について解明した。1.NOはCooAのエフェクターとして機能しない。大腸菌を宿主とするin vivo転写活性化能測定系を構築し、NOによるCooAの活性化能を測定した。その結果、CooAはNO存在下では全く活性を示さないことが分かった。同じ測定系を用いた場合でもCO存在下では高い活性を示したことからCooAはNOとCOを区別し、NOがエフェクターとして機能しないようにするための機構を内包していることが示唆された。2.CooAはいかにNOとCOを区別するか。NOおよびCOとの反応によって生成するCooA中のヘム化合物の違いを分光学的手法を用いて明らかにし、CooA活性化との関係について調査した。その結果、配位したNOまたはCOのトランス位に特定のヒスチジンが軸配位子として存在していなければCooAが活性化されないことがわかった。このヒスチジンに対する部位特異的変異導入を用いた研究により、CooAはこの軸配位子の存在の有無によってNOとCOの配位を区別しており、結果的にCO選択的に活性化されることが分かった。この知見を基にヒスチジン軸配位がCooAの活性化に与える影響を検討したところ、以下のような機構の存在が明らかとなった。すなわち、COの配位がCooA中のヘムにヒスチジンを軸とする大きな配向変化を引き起こす。これにより、CooAのダイマー構造の形成に重要な役割を果たすヘリックスとヘムとの相互作用を誘起され、CooAの四次構造が標的DNAと結合しうるように変化する。

CoA, CO2, CO This year, CO and CO are the same as the physiological function of CoA. 1. NO NO Escherichia coli host in vivo activity assay system construction, NO and A activity assay In the presence of CoA NO, the activity of CoA is completely different. In the presence of CO, high activity is detected in the same measurement system, and NO is detected in the same measurement system. 2. COO A NO CO NO and CO are produced in the reaction zone, and the reaction zone is investigated by means of spectroscopic methods. As a result, the coordination of NO and CO in the specific sites of the axis of the ligand exists, and the activation of NO and CO occurs. The site-specific differential introduction of CO into the system is studied in detail. The presence or absence of CO ligands in the system is distinguished from the activation of CO in the system. This paper discusses the influence of the coordination mechanism on the activation of CoA and the existence of the following mechanisms. Co-ordination of CO and CO in the formation of a complex The interaction between DNA and CoA plays an important role in the formation of CoA structure.

项目成果

Rubtsov, I.V.: "Conformational dynamics of the transcriptional regulator CooA protein studied by subpicosecond mid-infrared vibrational spectroscopy"Journal of American Chemical Society. 123. 10056-10062 (2001)

Rubtsov, I.V.：“通过亚皮秒中红外振动光谱研究转录调节因子 CooA 蛋白的构象动力学”美国化学会杂志。

Yamamoto, K.: "Binding of CO at the Pro2 side is crucial for the activation of CO-sensing transcriptional activator CooA"Journal of Biological chemistry. 276. 11473-11476 (2001)

Yamamoto, K.：“CO 在 Pro2 侧的结合对于 CO 感应转录激活剂 CooA 的激活至关重要”《生物化学杂志》。

Nakajima, H.: "Ligand-switching intermediates for the Co-sensing transcriptional activator CooA measured by pulse radiolysis"Journal of Biological chemistry. 276. 37895-37899 (2001)

Nakajima, H.：“通过脉冲放射分解测量共传感转录激活剂 CooA 的配体转换中间体”生物化学杂志。

Shigetoshi Aono: "CO sensing regulation of gene expression by the transcriptional activator, CooA"Inorganic Biochemistry. 82. 51-56 (2000)

Shigetoshi Aono：“转录激活剂 CooA 对基因表达的 CO 感应调节”无机生物化学。

Nakajima, H.: "Redox properties and coordination structure of the heme in the CO-sensing transcriptional activator CooA"Journal of Biological chemistry. 276. 7055-7061 (2001)

Nakajima, H.：“CO 感应转录激活剂 CooA 中血红素的氧化还原特性和配位结构”生物化学杂志。