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

点击翻译按钮获取中文摘要

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。