鉄硫黄クラスター合成酵素複合体SufBCDの構造とダイナミズム、反応機構の解明

阐明铁硫簇合酶复合物 SufBCD 的结构、动力学和反应机制

• 批准号: 18054018
• 负责人: 高橋 康弘
• 金额: $ 3.97万
• 依托单位: Osaka 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: 2006
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2006 至 2007
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-18054018/
• 关键词: 鉄硫黄タンパク質; 鉄硫黄クラスター; 生合成; 遺伝子; タンパク質; 複合体

鉄硫黄(Fe-S)クラスターは、さまざまなFe-Sタンパク質のコファクターである。クラスターの構造は[2Fe-2S]、[4Fe-4S]または[3Fe-4S]と単純だが、その生合成は実に複雑な生化学反応であり、細胞内では複数の成分から構成されるマシナリーがこれを担っている。本研究ではそれら生合成マシナリーの構造-機能相関の解明を目的として研究を進め、以下の成果を得た。SUFマシナリーの中では、SufB、SufC、SufDの3成分が複合体を形成し、Fe-Sクラスター中間体の形成部位として中心的な役割を担うと予想される。これらのうち任意の2成分を組み合わせて、大腸菌で過剰に発現させたところ、SufCとSufDが可溶性の複合体を形成することを見出し、精製と生化学的な解析に続いて結晶化に成功した。このSufC_2SufD_2複合体の構造を2.2A分解能で決定することにより、結合様式の詳細が明らかになり、またSufCはSufDと結合することによってその構造を"latent for"から"competent form"に変化させることが判明した。この構造変化はSufCに特有の活性調節機構と考えられる。さらにこの構造から、SufBCD複合体の会合状態や構造変換の可能性についても重要な示唆が得られた。一方、Fe-Sクラスター生合成の別経路(ISCマシナリー)では、IscUがクラスター中間体の形成部位として中心的な役割を担っている。このクラスター中間体を安定化する変位を導入することでホロ型の調製ならびに結晶化に初めて成功し、三量体の中に[2Fe-2S]クラスターを一つだけ持つ非対称な構造を捉えることができた。

Sulfur iron (Fe-S) ラスタ ラスタ さまざまな さまざまな, さまざまなFe-Sタ パ パ, <s:1> quality コファ コファ タ タ である である である. ク ラ ス タ ー の tectonic は [fe - 2 s], [4 fe - 4 s] ま た は [fe 3-4 s] と 単 pure だ が, そ の biosynthesis は be に complex 雑 な biochemistry anti 応 で あ り, intracellular で は plural の composition か ら constitute さ れ る マ シ ナ リ ー が こ れ を bear っ て い る. This study で は そ れ ら biosynthesis マ シ ナ リ ー の structure - function phase masato の interpret を purpose と し を め, the following の て research を た. In SUF マ シ ナ リ ー の で は, SufB, SufC, SufD の 3 ingredients が complex を form し, Fe - S ク ラ ス タ の ー intermediates formed parts と し て な battle in the center of the cut を bear う と to think さ れ る. こ れ ら の う ち to arbitrary の 2 ingredients を み close わ せ て, coliform で turning に 発 now さ せ た と こ ろ, SufC と SufD が soluble の complex を form す る こ と を see し, refined と な of biochemistry analytic に 続 い て crystallization に successful し た. こ の SufC_2SufD_2 complex の tectonic を 2.2 A decomposition will で す る こ と に よ り, combined with others in detailed が の Ming ら か に な り, ま た SufC は SufD と combining す る こ と に よ っ て そ の tectonic を "latent for" か ら "competent form"に change させる た とが determine た. The unique <s:1> active regulatory mechanism of <s:1> structural variation <s:1> SufCに と study えられる. The さらに <s:1> <s:1> structure ら, the convergence state of the SufBCD complex <e:1> や the possibility of structural transformation <e:1> に さらに て て な important な suggest が to obtain られた. One party, the Fe - S ク ラ ス タ ー biosynthesis don't 経 の way (ISC マ シ ナ リ ー) で は, icsu が ク ラ ス タ の ー intermediates formed parts と し cut を bear っ て center な service て い る. こ の ク ラ ス タ ー intermediates を stabilization す る - a を import す る こ と で ホ ロ の modulation type な ら び に crystallization に early め て し success, three volume of the body の に [fe - 2 s] ク ラ ス タ ー を a つ だ け hold つ non said seaborne な tectonic を catch え る こ と が で き た.

项目成果

Crystallization and preliminary x-ray crystallographic studies of the oxidative-stress sensor SoxR and its complex with DNA

氧化应激传感器 SoxR 及其与 DNA 复合物的结晶和初步 X 射线晶体学研究

• 发表时间: 2006
• 期刊: Acta Cryst. F62
• 作者: Otsuka;M.;Otsuka M.;Otsuka M;Takaki Nimura et al.;Yoshinori Hagiwara;Shintaro Kitaoka;Akifumi Kamata et al.;Yoshinori Hagiwara;Satoshi Watanabe
• 通讯作者: Satoshi Watanabe

鉄硫黄クラスターの生合成に関与する大腸菌SufCD複合体の構造・機能解析

参与铁硫簇生物合成的大肠杆菌 SufCD 复合物的结构和功能分析

• 发表时间: 2007
• 作者: Yoshinori;Hagiwara;和田 啓
• 通讯作者: 和田 啓

ビリン還元酵素PcyA の色素複合体の構造と反応機構

胆碱还原酶PcyA色素复合物的结构及反应机制

• 发表时间: 2007
• 作者: Keiichi;Fukuyama;和田啓;萩原義徳
• 通讯作者: 萩原義徳

Crystal structure of phycocyanobilin:ferredoxin oxidoreductase (PcyA) in complex with the reaction intermediates

藻蓝蛋白的晶体结构：铁氧还蛋白氧化还原酶（PcyA）与反应中间体的复合物

• 发表时间: 2007
• 作者: Yoshinori;Hagiwara
• 通讯作者: Hagiwara

フェレドキシン依存性ビリン還元酵素PcyAの18Et-BV複合体の結晶構造解析

铁氧还蛋白依赖性胆碱还原酶 PcyA 的 18Et-BV 复合物的晶体结构分析

• 发表时间: 2007
• 作者: Keiichi;Fukuyama;和田啓;萩原義徳;下村喜充;萩原義徳
• 通讯作者: 萩原義徳