一酸化炭素をエフェクターとする転写調節因子の一酸化炭素応答およびDNA認識機構

以一氧化碳为效应子的转录调节因子的一氧化碳反应和DNA识别机制

• 批准号: 10145215
• 负责人: 青野 重利
• 金额: $ 1.15万
• 依托单位: Japan Advanced Institute of Science and Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
• 财政年份: 1998
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1998 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-10145215/
• 关键词: 転写調節因子; DNA結合モチーフ; ヘム蛋白質; プロモーター

紅色非硫黄光合成細菌R.rubrum中に含まれる転写調節因子CooAによる転写調節は,COにより制御されるという特異な性質を示すことが分かっている。すなわち、COが生理的なエフェクターとして機能し、CooAの活性を制御しているものと考えられる。CooAは、COセンサーとしてプロトヘムを含んでいる。ヘムを補欠分子族として有する転写調節因子は、CooAが世界で初めての例である。本研究では、CooAの転写活性化因子としての活性を評価するためのin vivo活性測定系を構築し、野生型および各種変異型CooAの活性評価を行なった。その結果、CooA中に含まれるヘムにCOが結合したCO結合型CooAのみが、標的DNAに結合し、転写活性化因子として機能することが分かった。CooAは、DNA結合モチーフとして、helix-turn-helix構造を有している。CooA中のDNA認識ヘリックス上のアミノ酸残基のうち、Arg177、Gln178、Ser181に変異を導入した場合には、CooAの転写活性化因子としての活性が消失した。したがって、これらのアミノ酸残基が、CooAによるターゲットDNAの特異的認識および結合に関与しているものと考えれる。Ala183をThrあるいはIleに置換した変異型CooAでは、エフェクターであるCOが存在しなくても、転写活性化因子としての活性を示すことが分かった。これは、野生型においてCO結合時に誘起されるコンフォメーション変化と同様なコンフォメーション変化が、変異導入により誘起されたためであると考えられる。

在红色非硫光合细菌R. Rubrum中发现的转录调节剂COOA的转录调控。已被发现表现出由CO调节的独特特性。换句话说，人们认为CO充当生理效应器并调节COOA的活性。 COOA包含原始人作为CO传感器。 COOA是世界上第一个拥有血红素作为假体群体的转录调节器。在这项研究中，构建了一个体内活性测量系统来评估COOA作为转录激活剂的活性，并评估了野生型和各种突变体COOA的活性。结果，发现只有共同结合的COOA，其中包含在COOA中的血红素的COOA与靶DNA结合并用作转录激活剂。 COOA作为DNA结合基序具有螺旋转变螺旋结构。当将突变引入COOA中DNA识别螺旋上的氨基酸残基的Arg177，GLN178和Ser181时，COOA作为转录激活剂的活性丢失了。因此，这些氨基酸残基可以被认为与COOA对靶DNA的特定识别和结合有关。已经发现，即使不存在效应子CO，ALA183的突变库也被THR或ILE替换为转录激活剂。这被认为是因为诱变诱导的构象变化与野生型结合后诱导的构象变化是由诱变诱导的。

项目成果

S.Aono: "Solution structure of an artificial Fe_8S_8 ferredoxin:the D13C variant of Bacillus schlegelii Fe_7S_8 ferredoxin" Eur.J.Biochem.,. 258(2). 502-514 (1998)

S.Aono：“人工 Fe_8S_8 铁氧还蛋白的溶液结构：Bacillus schlegelii Fe_7S_8 铁氧还蛋白的 D13C 变体”Eur.J.Biochem.,。

S.Aono: "Site-directed mutagenesis of cysteine to serine in a superoxide responsive transcriptional regulator SoxR" J.Mol.Catal., B:Enzymatic. 4(5/6). 283-287 (1998)

S.Aono：“超氧化物响应转录调节因子 SoxR 中半胱氨酸向丝氨酸的定点诱变”J.Mol.Catal.，B：酶学。

S.Aono: "Redox-controlled ligand exchange of the heme in the CO-sensing transcriptional activator CooA" J.Biol.Chem.,. 273(40). 25757-25764 (1998)

S.Aono：“CO 感应转录激活剂 CooA 中血红素的氧化还原控制配体交换”J.Biol.Chem.,。

S.Aono: "Solution Structure of the Oxidized Fe_7S_8 Ferredoxin from the Thermophilic Bacterium Bacillus schlegelii by ^1HNMR Spectroscopy" Biochemistry. 37(27). 9812-9826 (1998)

S.Aono：“通过 ^1HNMR 光谱测定嗜热细菌 Bacillus schlegelii 的氧化 Fe_7S_8 铁氧还蛋白的溶液结构”生物化学。

T.Uchida: "Heme environmental structure of CooA is modulated by the target DNA binding:Evidences from resonance Raman spectroscopy and CO rebinding kinetics" J.Biol.Chem.,. 273(32). 19988-19992 (1998)

T.Uchida：“CooA 的血红素环境结构受目标 DNA 结合的调节：来自共振拉曼光谱和 CO 再结合动力学的证据”J.Biol.Chem.,。