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赤痢アメーバにおける鉄硫黄タンパク質の生合成機構の解明

阐明溶组织内阿米巴铁硫蛋白的生物合成机制

基本信息

批准号：
16017307
负责人：
野崎智義
金额：
$ 10.56万
依托单位：
Gunma University
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：
2004
资助国家：
日本
起止时间：
2004 至 2005
项目状态：
已结题

项目摘要

鉄硫黄クラスターは生物界で幅広く保存され、呼吸・電子伝達・酸化還元・窒素同化などの重要な代謝反応に関与する。本研究では赤痢アメーバにおける鉄硫黄クラスター生合成機構を分子論的に解明し、原虫の寄生適応・病原機構における役割を明らかにすることを目的に研究を行った。更に鉄硫黄クラスター生合成の基質となるシステイン・セリンの生合成機構の分子論的解明を行った。鉄硫黄クラスター生合成は、NIF, ISC, SUFと呼ばれる3種類の独立した経路で行われ、各経路の存在・局在は生物種に依存している。赤痢アメーバは触媒酵素であるNifSと足場タンパク質であるNifUからなるNIF経路のみを有しており、これは真核生物では前例がなかった。本年度は鉄硫黄クラスター生合成に機能的種特異性は存在しないこと、NIF経路が嫌気的鉄硫黄クラスター生合成にのみに機能することを明らかにした。更に、ISC, SUFがオルガネラに局在するのに対してNIF経路が細胞質に局在することをエピトープ標識したNifS/Uを発現した形質転換体を用いて明らかにした。更に、セリン生合成経路の分子論的解明では、赤痢アメーバにセリン生合成(リン酸化経路)及び分解(非リン酸化経路)の二つの経路が存在することが明らかとなった。他の寄生性原虫ではこれらの代謝経路が欠質した生物が多いのと対照的であった。特にフォスフォセリンアミノ転移酵素(PSAT)のセリン生合成における役割を明らかにし、組換え酵素の生化学的解析と大腸菌PSAT欠質変異体を用いた解析により、赤痢アメーバPSATの優れたインビトロ触媒能力がインビボでも反映していることを明らかにした。以上、本原虫におけるセリン代謝の重要性が強く示唆された。今後DNAマイクロアレイによるトランスクリプトミクス解析によりセリン・システイン代謝及び鉄硫黄クラスター生合成経路の相互作用が明らかにされると予想される。

Iron and sulfur are important for biological preservation, respiration, electron transfer, acidification, and assimilation. This study is aimed at understanding the molecular mechanism of iron and sulfur biosynthesis, parasite adaptation and pathogen mechanism. A molecular explanation of the mechanism of iron sulfur biosynthesis is proposed. The three types of iron and sulfur are independent of each other, and the existence of each type of iron and sulfur depends on each other. NifS and NIF are the first examples of eukaryotes. This year, the species-specific nature of the iron and sulfur synthesis function exists, and the NIF circuit has the function of iron and sulfur synthesis function. In addition, ISC, SUF and NIF have been identified in the process of physical transformation. In addition, the molecular theory of the organic synthesis pathway shows that there are two pathways: organic synthesis (organic acidification pathway) and organic decomposition (non-organic acidification pathway). The parasitic protozoa are not good enough for metabolism. In particular, PSAT gene synthesis, enzyme activity, biochemical analysis of PSAT gene assembly, and Escherichia coli PSAT gene synthesis, enzyme activity, and catalytic activity of PSAT gene assembly were investigated. The importance of metabolism in protozoa is strongly demonstrated above. In the future, the interaction between DNA metabolism and iron-sulfur biosynthesis pathway will be discussed.