亜鉛原子を含む特異なフェレドキシンの構造と機能に関する研究

独特的含锌原子铁氧还蛋白的结构和功能研究

• 批准号: 08249208
• 负责人: 若木 高善
• 金额: $ 0.9万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 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-08249208/
• 关键词: 古細菌; フィレドキシン; 熱安定性; 亜鉛; 鉄-イオウクラスター

古細菌のフェレドキシンはエネルギー代謝において重要な役割を担う。我々はpH3,75℃を生育至適条件とする好酸好熱性古細菌Sulfolobusのフェレドキシンを単離精製し、29位リジンのモノメチル化を確認し、分光学的解析から、2個のクラスター([3Fe-4S][4Fe-4S])の役割を推定した。また、X線結晶構造解析を完成した。本フェレドキシンは1原子の亜鉛を、N末端側37残基の構造するドメインの中の3残基のヒスチジンと、鉄硫黄クラスターを保持する66残基のコア・ドメインのアスパラギン酸とによって保持していることを発見した。これと平行して、遺伝子の単離・構造決定を行い、発現系を確立した。本フェレドキシンの特異な亜鉛原子の役割を調べる目的で、天然フェレドキシン、組換えフェレドキシン、さらにN末端側37残基の一部ないし全部を欠失した変異型フェレドキシンを作成し比較した。すなわちN末端から順に0,11,16,22,37残基を欠失したものをG1,V12,S17,G23,V38と名づけた。すべての組換え体は2個の鉄硫黄クラスターを含み29位リジンはメチル化されていなかった。蛋白1モル当たりの亜鉛含量はG1,V12では1、S17,G23,V38では0原子であった。クラスターの変性温度Tmは、G1と天然フェレドキシンでは100℃以上であるのに対し、V12では約98℃、S17とG23では約89℃、V38では約83℃であった。以上の結果から、本フェレドキシンのクラスターの熱安定性にとって、亜鉛およびN末端37残基の配列は極めて重要な役割を担っていると結論した。

Archaea フェレドキシ <e:1> エネ エネ ギ ギ <s:1> metabolism にお て て plays an important な role in を and う. I 々 は pH3, 75 ℃ を birth to optimum conditions と す る good acid thermophilic archaea Sulfolobus の フ ェ レ ド キ シ ン を 単 from refined し, 29 リ ジ ン の モ ノ メ チ ル を confirm し and spectroscopy analytic か ら, 2 の ク ラ ス タ ー ([fe 3-4 s] [fe - 4 s] 4) cut を の service presumption し た. Youdaoplaceholder0, X-ray crystallization structure analysis を completed た た. This フ ェ レ ド キ シ ン は 1 atom の 亜 lead を, N terminal side 37 residues の tectonic す る ド メ イ ン の の 3 residue の ヒ ス チ ジ ン と objects, iron sulfur ク ラ ス タ ー を keep す る 66 residues の コ ア · ド メ イ ン の ア ス パ ラ ギ ン acid と に よ っ て keep し て い る こ と を 発 see し た. Youdaoplaceholder2 れと parallel て, 伝 derivative 伝 単 separation · structure determines を row た, occurrence system を establishes た た. This フ ェ レ ド キ シ ン の specific な 亜 lead cut を adjustable べ atomic の service purpose る で, natural フ ェ レ ド キ シ ン, group in え フ ェ レ ド キ シ ン, さ ら に N terminal side 37 residues の a な い し を owe all lost し た - alien フ ェ レ ド キ シ ン を made し compare し た. す な わ ち N terminal か ら shun に 0,11,16,22,37 residues を owe lost し た も の を G1, V12, S17, G23 and V38 と name づ け た. す べ て の group objects in two の え body は iron sulfur ク ラ ス タ ー を containing み 29 リ ジ ン は メ チ ル change さ れ て い な か っ た. Protein 1モ た when た <s:1> 亜 lead content G1,V12で <e:1> 1, S17,G23,V38で 0 atoms であった. ク ラ ス タ ー の - temperature Tm は, G1 と natural フ ェ レ ド キ シ ン で は above 100 ℃ で あ る の に し, seaborne V12 で は about 98 ℃, S17 と G23 で は about 89 ℃, V38 で は about 83 ℃ で あ っ た. の above results か ら, this フ ェ レ ド キ シ ン の ク ラ ス タ ー の thermal stability に と っ て, 亜 lead お よ び N terminal 37 residues の match column は extremely め cut を bear っ て important な service て い る と conclusion し た.

项目成果

Fujii,T.,Hata,Y.,Wakagi,T.,Tanaka,T.,他: "Novel zinc-binding centre in thermoacidophilic archaeal ferredoxins" Nature Structural Biology. 3. 834-837 (1996)

Fujii, T.、Hata, Y.、Wakagi, T.、Tanaka, T. 等人：“嗜热嗜酸古细菌铁氧还蛋白中的新型锌结合中心”《自然结构生物学》3. 834-837 (1996)。

Wakagi,T.,Fujii,T.,Omori,A.,他: "Structure and function of an extremely atable ferredoxin" Protein Engineering. 9. 823 (1996)

Wakagi, T.、Fujii, T.、Omori, A. 等人：“极其可用的铁氧还蛋白的结构和功能”蛋白质工程 9. 823 (1996)。

Zhang,O.,Iwasaki,T.,Wakagi,T.,Oshima,T.,: "2-Oxoacid:ferredoxin oxidoreductase from the thermoacidophilic archaeon,Sulfolobus sp.strain 7." J.Biochem.(Tokyo). 120. 587-599 (1996)

张，O.，岩崎，T.，若木，T.，大岛，T.，：“2-含氧酸：来自嗜热嗜酸古菌硫化叶菌菌株 7 的铁氧还蛋白氧化还原酶。”

Wakagi,T.,Fujii,T.,Oshima,T.,: "Molecular cloning sequencing,and heterologous expression of a novel zinc-containing ferredoxin gene from a themoacidophilic archaeon Sulfolobus sp.strain 7." Biochem.Biophys.Res.Commun.225. 489-493 (1996)

Wakagi,T.、Fujii,T.、Oshima,T.，：“来自嗜热嗜酸古菌硫化叶菌菌株 7 的新型含锌铁氧还蛋白基因的分子克隆测序和异源表达。”

Fujii,T.,Hata,Y.,Oozeki,M.,Moriyama,H.,Wakagi,T.,他: "The crystal structure of zinc-Containing ferredoxin from the thermoacidophilic archaeon Sulfolobus sp strain 7." Biochemistry. (印刷中). (1997)

Fujii, T.、Hata, Y.、Oozeki, M.、Moriyama, H.、Wakagi, T. 等人：“来自嗜热嗜酸古细菌 Sulfolobus sp 菌株 7 的含锌铁氧还蛋白的晶体结构。” （印刷）（1997）