一酸化炭素センサーとして機能する転写調節因子CooAの構造と機能

作为一氧化碳传感器的转录调节因子 CooA 的结构和功能

• 批准号: 12147203
• 负责人: 青野 重利
• 金额: $ 19.01万
• 依托单位: National Institutes of Natural Sciences Okazaki Research Facilities (2004)Okazaki National Research Institutes (2002-2003)Japan Advanced Institute of Science and Technology (2000-2001)
• 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: 2000
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2000 至 2004
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-12147203/
• 关键词: 一酸化炭素センサータンパク質; 転写調節因子; 酸素センサータンパク質; ヘムタンパク質; センサータンパク; DNA結合タンパク質; ヘム; センタータンパク質; X線吸収微細構造; 一酸化炭素センサー; センサータンパク質

本研究では、申請者らが新たに見い出した、好熱性一酸化炭素酸化細菌Carboxydothermus hydrogenoformans由来のCooAホモログの発現系を構築を行い、その精製条件の確立を行った。精製したCooAホモログの性質を検討するため、電子吸収スペクトル、共鳴ラマンスペクトル、NMRスペクトルの測定を行った。その結果、本CooAホモログ中に含まれるヘムは、酸化型、還元型、CO結合型のいずれの状態においても6配位、低スピン構造を取ることが分かった。また、酸化型、および還元型ではアミノ末端のアミノ基とHis82がヘムに軸配位していることを明らかにした。COが結合する際には、アミノ末端のアミノ基がヘムから解離し、かわりにCOがヘムに配位することも分かった。さらに電気化学的酸化還元滴定によりCooAホモログの酸化還元電位の測定を行った。その結果、本CooAホモログはこれまでのCooAと比べた場合、約500mVも正にシフトした酸化還元電位を示すことを明らかにした。この違いは、ヘムの配位構造の違いに起因していると考えられる。酸素センサータンパク質HemATにより、エフェクター分子である酸素が選択的にセンシングされる分子機構を明らかにするため、部位特異的変異導入法を用い各種アミノ酸変異を導入した変異体を作成し、それらの共鳴ラマンスペクトルを測定した。その結果、ヘムの遠位側ポケットに存在するThr95ならびにTyr70が酸素の選択的センシング、ならびに酸素に対する親和性制御に重要な役割を果たしていることを明らかにした。

This study was conducted to establish the purification conditions for the development of a novel, thermophilic carbon-acidifying bacterium, Carboxythermus genoformans. The properties of purified CoA were investigated, electron absorption spectra, resonance spectra and NMR spectra were determined. As a result, the structure of this species contains six coordination and six low coordination states, including acid type, reduction type and CO binding type. For example, the acid type, the reduction type, the terminal group, and the His82 type are coordinated to each other. CO is bound to the end of the molecule and is coordinated to the end of the molecule. Electrochemical Acidification Reduction Titration in the Determination of Acidification Reduction Potential As a result, the current voltage is about 500mV. The cause of the coordination structure of the coordination structure is discussed. The molecular structure of the acid molecule is clearly defined by the site-specific variant introduction method, and the resonance of the acid molecule is determined. As a result, the distal side of the protein is present in Thr95 and Tyr70, and the affinity of the protein is controlled in important ways.

项目成果

Shigetoshi Aono: "CO sensing and regulation of gene expression by the transcriptional activator CooA"J.Inorg.Biochem.. 82. 51-56 (2000)

Shigetoshi Aono：“转录激活剂 CooA 的 CO 传感和基因表达调节”J.Inorg.Biochem.. 82. 51-56 (2000)

Shigetoshi Aono: "Biochemical and Biophysical Properities of the CO-sensing transcriptional Activator CooA"Acc.Chem.Res.. 36・11. 825-831 (2003)

Shigetoshi Aono：“CO 感应转录激活剂 CooA 的生物化学和生物物理特性”Acc.Chem.Res. 36・11（2003）。

Regulation of aldoxime dehydratase activity by redox-dependent change in the coordination structure of the aldoxime-heme complex

• DOI: 10.1074/jbc.m410474200
• 发表时间: 2005-02-18
• 期刊: JOURNAL OF BIOLOGICAL CHEMISTRY
• 影响因子: 4.8
• 作者: Kobayashi, K;Yoshioka, S;Aono, S
• 通讯作者: Aono, S

Shigeichi Kumazaki: "Dissociation and recombination between ligands and heme in a CO-sensing transcriptional activator CooA"J.Biol.Chem.. 275(49). 38378-38383 (2000)

Shigeichi Kumazaki：“CO 感应转录激活剂 CooA 中配体和血红素之间的解离和重组”J.Biol.Chem.. 275(49)。

Hiroshi Nakajima: "Control of CooA activity by the mutation at the C-terminal end of the heme-binding domain"J.Inorg.Biochem.. 78. 63-68 (2000)

Hiroshi Nakajima：“通过血红素结合结构域 C 末端突变控制 CooA 活性”J.Inorg.Biochem.. 78. 63-68 (2000)