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: 09235204
• 负责人: 若木 高善
• 金额: $ 1.34万
• 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: 1997
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1997 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-09235204/
• 关键词: 古細菌; 熱安定性; フェレドキシン; タンパク質工学; 熱変性; 亜鉛

好酸好熱性古細菌Sulfolobusのフェレドキシンの特異な構造、すなわちN末端側37残基の付加的配列による1原子の亜鉛の結合が、いかなる意義を持つのかを明らかにする目的で、まず、蛋白質工学的方法により、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天然型と比較した。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。これらの蛋白1モル当たりの亜鉛含量はG1、V12では1原子、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。次に、S17変異体を用いて、変性機構の解析を行った。加熱によるクラスターの崩壊と、遠紫外CDスペクトルから見たαヘリックス含量の減少、近紫外CDスペクトルから見た側鎖のコンホメーション変化は、ほぼ同一のTm(89℃)を示したことから、熱変性に伴うこれらの変化は、同時に進行すると思われる。今後は、これらの変異フェレドキシンの関与する酸化還元反応・活性中心である鉄硫黄センター等について検討するとともに、欠失変異でなく亜鉛原子の結合に関与する残基の置換体についても検討する予定である。

The specific structure of the acid-loving thermophilic archaebacterium Sulfolobus, including the additional alignment of the N-terminal-side 37 residues, the binding of one atom to lead, the significance of the binding, the purpose of the protein engineering method, and the preparation of the natural type of the heteromorphic structure of the N-terminal-side 37 residues. N-terminal residues 0, 11, 16, 22, 37 are missing, and G1, V12, S17, G23, V38 are missing. The lead content of protein 1, V12, S17, G23, V38 is 1 atom, 0 atom. Temperature Tm, G1 and natural temperature Tm are above 100℃, V12 is about 98℃, S17 and G23 are about 89℃, V38 is about 83℃. The above results show that the thermal stability of the protein is very important, and the alignment of the N-terminal 37 residues is very important. S17 is used in different ways, and the analysis of different mechanisms is conducted. The heat treatment process is characterized by a reduction in the content of α-ray, a decrease in In the future, there will be a predetermined number of studies on the association between lead atoms and substitutions of residues in the study of iron and sulfur compounds in the active center.

项目成果

Kojoh,K.: "A dicluster ferredoxin from the thermoacidophilic archaeon Sulfolobussp.strain 7 is highly stabilized by its inherent zinc and N-terminal extra stretch" J.Inorg.Biochem.67. 264 (1997)

Kojoh,K.：“来自嗜热嗜酸古菌 Sulfolobussp.strain 7 的双簇铁氧还蛋白因其固有的锌和 N 末端额外伸展而高度稳定”J.Inorg.Biochem.67。

Kojoh,K.: "Role of zinc and extra stretch atthe N-terminal of the dicluster ferredoxin from the thermoacidophilic archaeon Sulfolobus sp.strain 7" Biochemistry. 発表予定. (1998)

Kojoh, K.：“来自嗜热嗜酸古菌硫化叶菌菌株 7 的双簇铁氧还蛋白 N 端的锌和额外拉伸的作用”，《生物化学》（1998 年）。

若木高善(分担): "古細菌の生物学(古賀洋介・亀倉正博編、東京大学出版会)" 電子伝達系とATPase-フェレドキシンを介する酸化還元系(印刷中), (1998)

Takayoshi Wakagi（撰稿人）：“古细菌生物学（由 Yosuke Koga 和 Masahiro Kamekura 编辑，东京大学出版社）”由 ATPase-ferredoxin 介导的电子传输链和氧化还原系统（正在出版），（1998 年）

Fujii,T.: "The crystal structure of zinc-containing ferredoxin from the thermoacidophilic archaeon,Sulfolobus sp.strain 7" Biochemistry. 36. 1595-1513 (1997)

Fujii,T.：“来自嗜热嗜酸古菌，硫化叶菌 sp.strain 7 的含锌铁氧还蛋白的晶体结构”生物化学。

Fujii,T.: "The structure of a thermoacidophilic archaeal ferredoxin with a novel zinc binding center crucial for thermostabilization" J.Inorg.Biochem.67. 265 (1997)

Fujii,T.：“嗜酸古菌铁氧还蛋白的结构，具有对热稳定至关重要的新型锌结合中心”J.Inorg.Biochem.67。