金属蛋白質中に含まれる遷移金属クラスターの生体特殊反応場による機能制御

利用生物特殊反应场对金属蛋白中所含过渡金属簇进行功能控制

• 批准号: 08232240
• 负责人: 青野 重利
• 金额: $ 1.41万
• 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 Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 1996
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1996 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-08232240/
• 关键词: フェレドキシン; 鉄-硫黄クラスター; 鉄-硫黄タンパク質

本研究では、B.schlegelii由来のフェレドキシン(Bs.Fd)を対象として研究を行った。Bs.Fd中のHis^<26>、Asp^<35>、Val^<38>、Ala^<47>を、それぞれTyr^<26>、His^<35>、Glu^<38>、Pro^<47>に置換した変異型フェレドキシンの遺伝子を調製した。この変異型遺伝子を大腸菌に導入することにより、変異型フェレドキシンを、大腸菌内で発現させた後、カラムクロマトグラフィーによりそれぞれの変異型フェレドキシンの精製を行った。精製した変異型フェレドキシンの電子吸収スペクトルを測定したところ、酸化型においては、すべての変異型フェレドキシンが同一の電子吸収スペクトルを示した。また、これらのスペクトルは野生型フェレドキシンとも同一であった。このことから、いずれの変異型フェレドキシンにおいても、鉄硫黄クラスターは、野生型フェレドキシンの場合と同様な構造を有していると考えられる。次に、精製した変異型フェレドキシンと還元剤であるジチオナイト(Na_2S_2O_4)との反応を行った。その結果、26、35、38番目のアミノ酸に変異を導入したものは、野性型と同様な反応が進行した。これに対し、47番目に変異を導入したもの(H47P Fd)は、ジチオナイトにより還元される鉄硫黄クラスターの割合が低下することが分かった。これは、変異導入により、[4Fe-4S]クラスターの酸化還元電位が低下し、ジチオナイトにより還元されなくなったためであると考えられる。H47PFdのCDスペクトルを測定したところ、野性型および他の変異型フェレドキシンのCDスペクトルとは異なるスペクトルを示した。このことから、H47PFdでは、変異導入により鉄硫黄クラスターの近傍のコンフォメーションが変化し、そのため酸化還元電位が低下したものと考えられる。

在这项研究中，我们进行了一项研究源自B. schlegelii的铁氧还蛋白（BS.FD）的研究。制备了突变毒素的基因，其中他的^<26>，asp^<35>，val^<38>和ala^<47>分别在BS.FD中替换为Tyr^<26>，His^<35>，GLU^<38>和Pro^<47>。通过将该突变基因引入大肠杆菌中，突变的铁蛋白在大肠杆菌中表达，突变的铁蛋白通过柱色谱法纯化。当以氧化形式测量纯化突变体铁氧还蛋白的电子吸收光谱时，所有突变的铁蛋白都显示出相同的电子吸收光谱。这些光谱也与野生型铁氧还蛋白相同。因此，据信，在任何突变的铁蛋白蛋白中，铁硫簇的结构与野生型铁氧还蛋白具有相似的结构。接下来，将纯化的突变体铁蛋白与还原剂（Na_2S_2O_4）反应。结果，在氨基酸26、35和38引入突变的人与野生型的反应进行了类似的反应。相比之下，发现引入的第47个突变（H47P FD）降低了通过二硫代石减少的铁硫簇的比例。这被认为是因为诱变降低了[4FE-4S]簇的氧化还原电势，并且不再因二硫代石而降低。 H47PFD的CD光谱的测量表现出与野生型和其他突变型铁氧还蛋白的光谱不同。因此，人们认为在H47PFD中，由于突变引入而改变了铁硫簇附近的构象，因此降低了氧化 - 复原电位。

项目成果

Shigetoshi Aono: "A novel heme protein that acts as a carbon monoxide-dependent transcriptional activator in Rhodaspirillum rubrum" Biochem.Biophys.Res.Commun.228・(3). 752-756 (1996)

Shigetoshi Aono：“一种在红色红螺菌中充当一氧化碳依赖性转录激活剂的新型血红素蛋白”Biochem.Biophys.Res.Commun.228·(3) (1996)。

Shigetoshi Aono: "^1HNMR studies of the Fe_7 S_8 ferredoxin from Bacillus schlogelii : a further attempt to understand Fe_3 S_4 clusters" J.Biol.Inorg.Chem.1・(6). 523-528 (1996)

Shigetoshi Aono：“^1HNMR 研究来自 Bacillus schlogelii 的 Fe_7 S_8 铁氧还蛋白：进一步尝试了解 Fe_3 S_4 簇”J.Biol.Inorg.Chem.1·(6) (1996)。