多様な鉄硫黄クラスター合成システムの反応特性と微生物の生存戦略

各种铁硫簇合成体系的反应特性及微生物的生存策略

• 批准号: 15013230
• 负责人: 高橋 康弘
• 金额: $ 2.82万
• 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: 2003
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2003 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-15013230/
• 关键词: 鉄硫黄クラスター; 鉄硫黄タンパク質; 生合成; ISCマシナリー; SUFマシナリー; NIFマシナリー; 環境適応; 酸素

近年我々は、Fe-Sクラスター(Fe-S蛋白質のコファクター)の形成に必須な二種の独立した大腸菌マシナリー(ISC、SUF)を明らかにした。生物界には、さらにNIFを加えた三種類のFe-Sクラスター合成系が分布している。これらクラスター合成系のそれぞれの特性と共通原理の解明を目的として、本研究では以下の解析を進めた。1.大腸菌のiscとsufの二重欠損変異体が、ピロリ菌のnifSUによって相補されることを明らかにした。すなわちNIFマシナリーは、わずか2成分という最もコンパクトなFe-Sクラスター合成系として機能すること、またその一方で、酸素存在下では機能することができないという特性を見出した。窒素固定細菌やピロリ菌などに分布するNIFマシナリーは、嫌気的(微好気的)な環境への適応準化と捉えることができる(投稿準備中)。2.大腸菌のISC並びにSUF、好熱菌Aquifex aeolicusのISC、古細菌Sulfolobus tokodaiiのSUFマシナリーの構成成分について、各々単独、または複合体として過剰に発現させ、精製と機能解析を進めている。SufS+SufE、SufB+SufC+SufDが、それぞれ複合体を形成すること、また、AquifexのIscUは、意外にもFe-Sクラスター(中間体?)を結合した状態で精製できることを見出した。今後、これらの精製標品を用いて、in vitro実験系の確立を目指す。3.上記の精製タンパク質(複合体)の結晶化を試み、大腸菌のIscA、SufA、SufC、SufDとSufS+SufE複合体、SulfolobusのSufCとSufC+SufD複合体について結晶を得ることができた。そのうち、SufDとSufC+SufD複合体の結晶は良質であり、現在、重原子誘導体をスクリーニング中。大腸菌のIscXについては最近、構造決定を完了した。

In recent years I 々 は, Fe - S ク ラ ス タ ー protein (Fe - S の コ フ ァ ク タ ー) の form independent し に must な two の た coliform マ シ ナ リ ー (ISC, SUF) を Ming ら か に し た. In the biological world, there are three types: に に, さらに, NIFを and えた. The が distribution of the <s:1> Fe-S <s:1> ラスタ ラスタ ラスタ synthetic system is て て る る る る る. こ れ ら ク ラ ス タ ー GeChengXi の そ れ ぞ れ の features と common principle の interpret を purpose と し て, this study で は analytical を into the following の め た. 1. The coliform の isc と suf の double owe loss - が, ピ ロ リ bacteria の nifSU に よ っ て in filling さ れ る こ と を Ming ら か に し た. す な わ ち NIF マ シ ナ リ ー は, わ ず か 2 ingredients と い う most も コ ン パ ク ト な Fe -s ク ラ ス タ ー GeChengXi と し て function す る こ と, ま た そ で の party, the presence of acid element で す は function る こ と が で き な い と い う features を shows し た. Smothering element fixed bacteria や ピ ロ リ bacteria な ど に distribution す る NIF マ シ ナ リ ー は, too 気 (micro 気) な environment へ の optimum 応 must change と catch え る こ と が で き る (contribute to). 2. Coliform の ISC and び に SUF, hot bacteria Aquifex aeolicus の ISC, the archaea Sulfolobus tokodaii の SUF マ シ ナ リ ー の composition に つ い て, various 々 単 alone, ま た は complex と し て before turning に 発 now さ せ, refined と functional analytic を into め て い る. SufS + SufE, SufB + + SufD SufC が, そ れ ぞ れ complex を form す る こ と, ま た, Aquifex の icsu は, accident に も Fe -s ク ラ ス タ ー (intermediate)? Youdaoplaceholder0 combined with the た state で refining で る る る とを とを results in た た. in the future, the <s:1> れら <s:1> refined standard products を shall be used to determine the を index す in vitro experiment. 3. Written の refined タ ン パ ク mass (complex) の crystallization を み, coliform の IscA, SufA, SufC, SufD と SufS + SufE complexes, Sulfolobus の SufC と SufC + SufD complex に つ い て crystallization を must る こ と が で き た. そ の う ち, SufD と SufC + SufD complex の crystallization は good quality で あ り, now, heavy atoms induced body を ス ク リ ー ニ ン グ. Escherichia coli <s:1> IscXに に に て て recently, the structural determination is を completed た た.

项目成果

Vahab Ali: "An Intestinal Parasitic Protist Entamoeba histolytica Possesses a Non-redundant NIF-1 ike System for Iron-Sulfur Cluster Assembly under Anaerobic Conditions"J.Biol.Chem.. (in press). (2004)

Vahab Ali：“肠道寄生原生生物溶组织内阿米巴拥有非冗余 NIF-1 类似系统，可在厌氧条件下组装铁硫簇”J.Biol.Chem..（正在出版）。

Marco Kriek: "Effect of iron-sulfur cluster assembly proteins on the expression of Escherichia coli lipoic acid synthase"Protein Expr.Purif.. 28・2. 241-245 (2003)

Marco Kriek：“铁硫簇组装蛋白对大肠杆菌硫辛酸合酶表达的影响”Protein Expr.Purif.. 28・245 (2003)。

Takahiro Yano: "Characterization of cluster N5 as a fast-relaxing [4Fe4S] cluster in the Nqo3 subunit of the proton-translocating NADH-ubiquinone oxidoreductase from Paracoccus denitrificans"J.Biol.Chem.. 278・18. 15514-15522 (2003)

Takahiro Yano：“脱氮副球菌质子转位 NADH-泛醌氧化还原酶 Nqo3 亚基中 N5 簇的表征”J.Biol.Chem.. 15514-15522（2003 年） ）