Iron-sulfur cluster biosynthesis : Molucular mechanism of the assembly of intermediate cluster and its transfer to apo proteins.
铁硫簇生物合成:中间簇组装及其转移到apo蛋白的分子机制。
基本信息
- 批准号:17570112
- 负责人:
- 金额:$ 2.24万
- 依托单位:
- 依托单位国家:日本
- 项目类别:Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
- 财政年份:2005
- 资助国家:日本
- 起止时间:2005 至 2006
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
Iron-sulfur (Fe-S) proteins are present in almost all living organisms and exhibit diverse functions, which include electron transport, redox and non-redox catalysis, and sensing for regulatory processes. They contain clusters of iron and sulfur atoms with variable complexity, such as [2Fe-2S], [3Fe-4S], and [4Fe-4S] clusters. We have recently found two independent systems, called ISC and SUF, essential for the biosynthesis of Fe-S clusters, although still very little is known about the mechanistic details. In this study we have focused on IcsU, a central key player of the ISC machinery working as a scaffold for a nascent Fe-S cluster, and undertaken genetic, biochemical and structural approaches to elucidate the complex mechanism by which the Fe-S clusters are assembled and transferred to target proteins.1. We have isolated and analyzed 14 psuedorevertants generated from a mutant strain lacking HscA and HscB of the ISC machinery, and found that the responsible suppressor mutations are all located in IscU. The mutated IscUs were conformationally altered from WT IscU at the secondary structure level, suggesting that, in wild-type cells, HscA and HscB induce the structural changes of IscU thereby facilitating the cluster transfer from IscU to target proteins.2. In contrast to the notoriously unstable Fe-S cluster intermediate in the scaffold proteins, we found that the IscU homolog from the hyperthermophilic bacterium Aquifex aeolicus (AaIscU) carries a stable Fe-S cluster. AaIscU was purified, characterized and crystallized for the first time under anaerobic conditions. The crystal structure has revealed that the holo-AaIscU is an asymmetric trimer carrying only one [2Fe-2S] cluster at the interface between two structurally altered protomers. The structure of the asymmetric trimer provides valuable insight into the molecular event: the assembly, maintenance and transfer of the nascent Fe-S cluster is tightly coupled to the conversion of the oligomeric state of IscU.
铁硫(FE-S)蛋白几乎存在于所有活生物体中,并且表现出多种功能,包括电子传输,氧化还原和非雷克斯催化,以及用于调节过程的感应。它们包含具有可变复杂性的铁和硫原子簇,例如[2FE-2S],[3FE-4S]和[4FE-4S]簇。我们最近发现了两个独立的系统,称为ISC和SUF,对于Fe-S簇的生物合成至关重要,尽管对机械细节知之甚少。在这项研究中,我们专注于ICSU,ICSU是ISC机械的中心主要参与者,作为新生的Fe-S群集的脚手架,并采用了遗传,生化和结构方法,以阐明Fe-S群集组装并转移到靶蛋白上的复杂机制。我们已经分离并分析了14种由缺乏ISC机械HSCA和HSCB的突变菌株产生的伪造偏见,发现负责任的抑制突变均位于ISCU中。突变的ISCU在二级结构水平上从WT ISCU上构象改变,这表明在野生型细胞中,HSCA和HSCB诱导ISCU的结构变化,从而促进簇从ISCU转移从ISCU转移到靶蛋白。2。与臭名昭著的不稳定的Fe-S簇中间的脚手架蛋白中的中间体相反,我们发现来自高疗细菌Aquifex aeolicus(AAISCU)的ISCU同源物具有稳定的Fe-S簇。 AAISCU在厌氧条件下首次纯化,表征和结晶。晶体结构表明,整个aaiScu是一种不对称的三聚体,在两个结构改变的原始物体之间的界面处仅携带一个[2FE-2S]簇。不对称三聚体的结构提供了对分子事件的有价值的见解:新生Fe-S群集的组装,维护和转移与ISCU的寡聚状态的转化紧密耦合。
项目成果
期刊论文数量(20)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
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- DOI:
- 发表时间:2006
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:Otsuka;M.;Otsuka M.;Otsuka M;Takaki Nimura et al.;Yoshinori Hagiwara;Shintaro Kitaoka;Akifumi Kamata et al.;Yoshinori Hagiwara;Satoshi Watanabe
- 通讯作者:Satoshi Watanabe
Crystal structure of Escherichia coli SufC, an ABC-type ATPase component of the SUF iron-sulfur cluster assembly machinery
- DOI:10.1016/j.febslet.2005.11.058
- 发表时间:2006-01-09
- 期刊:
- 影响因子:3.5
- 作者:Kitaoka, S;Wada, K;Takahashi, Y
- 通讯作者:Takahashi, Y
Structural study of ferredoxin-dependent bilin reductase.
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- DOI:
- 发表时间:2006
- 期刊:
- 影响因子:0
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- 通讯作者:Masakazu Sugishima
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- DOI:10.1002/prot.20481
- 发表时间:2005-08-15
- 期刊:
- 影响因子:2.9
- 作者:Shimomura, Y;Takahashi, Y;Fukuyama, K
- 通讯作者:Fukuyama, K
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- DOI:
- 发表时间:2006
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:T.Fujii;M.G Suzuki;T.Kawai;K.Tsuneizumi;A.Ohnishi;M.Kurihara;S.Matsumoto;T.Ando;杉島正一
- 通讯作者:杉島正一
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