遷移金属含有型転写調節因子による遺伝子発現調節機構に関する研究

含过渡金属转录调控因子基因表达调控机制研究

• 批准号: 11116212
• 负责人: 青野 重利
• 金额: $ 1.02万
• 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: 1999
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1999 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-11116212/
• 关键词: DNA結合蛋白質; 一酸化炭素; 転写調節因子; ヘム蛋白

紅色非硫黄光合成細菌 Rhodospirillum rubrumに含まれる転写調節因子CooAが、COを生理的なエフェクターとし、COセンサーとして機能するプロトヘムを補欠分子族として有する、これまでに例のない、新規な転写調節因子であることを見出した。遺伝子工学的手法による変異体の調製、およびそれらの各種分光学的測定を行なうことにより、CooA中のヘムの配位構造(酸化型、還元型、CO結合型、いずれの状態においても、6配位構造を取っている。酸化型ではCys^<75>とペプチド主鎖由来の酸素原子が、還元型ではHis^<77>とペプチド主鎖由来の酸素原子が、CO結合型ではHis^<77>とCOが、それぞれヘムの軸配位子として機能している)を明らかにした。ヘムの酸化状態変化にともない、ヘム軸配位子の交換反応が進行することを、CooAの電気化学的酸化還元滴定からも明らかにした。また、in vivoにおけるCooA活性測定系を構築し、CO結合型CooAのみが、転写活性化因子としての活性を有していることを明らかにした。COによるCooA活性化は、CO結合型CooA生成の際に、二つの軸配位子の内の一方がCOと置換されることにより誘起される、ヘム近傍のコンフォメーション変化により引き起こされることが分かった。さらに、CooAと標的DNAとの特異的結合に関与するアミノ酸残基、およびプロモーター上の塩基対を明らかにし、CooAによる転写活性化機構についても考察を行なった。

我们已经发现，COOA是一种转录调节剂，它包含在红色非硫光合细菌中，rhodospirillum rubrum，是一种前所未有的新型转录调节剂，具有CO作为生理效应子和Protoheme，它是CO传感器，作为Prosthetic群体。通过使用遗传工程方法制备突变体并进行各种光谱测量，我们揭示了COOA中血红素的配位结构（在氧化，还原和共同结合的状态中，血红素具有六种配位的结构。在氧化形式中，氧化了氧气，均可<77，<77 <77从肽主链和共键形式中，他的^<77>和co充当血红素的轴向配体）。 COOA的电化学氧化还原滴定表明，血红素轴配体的交换反应随血红素的氧化态变化而发展。此外，构建了用于在体内测量COOA活性的系统，以揭示只有共同结合的COOA具有转录激活剂的活性。发现CO的COOA激活是由在共同结合的COOA产生期间用CO替换为CO引起的血红素附近的构象变化引起的。此外，还揭示了参与COOA与靶DNA和碱基对特异性结合的氨基酸残基，并还讨论了COOA转录激活的机理。

项目成果

H. Nakajima: "Control of CooA activity by the mutation at the C-terminal end of the heme-binding domain"J. Inorg. Biochem.. 78(1). 63-68 (2000)

H. Nakajima：“通过血红素结合域 C 末端的突变控制 CooA 活性”J.

S. Aono: "Structure and function of CooA, a novel transcriptional regulator containing a b-type heme as CO sensor"Coord. Chem. Rev.. 190-192. 267-282 (1999)

S. Aono：“CooA 的结构和功能，一种含有 b 型血红素作为 CO 传感器的新型转录调节因子”Coord。

H. Nakajima: "Electrochemical evidence of the redox-controlled ligand exchange of the heme in the CO-sensing transcriptional activator CooA"Chem. Lett.. 11. 1233-1234 (1999)

H. Nakajima：“CO 感应转录激活剂 CooA 中血红素氧化还原控制的配体交换的电化学证据”Chem。

S. Aono: "Transcriptional regulation of gene expression by metalloproteins"Prog. Reaction Kinet. Mech.. 25 (印刷中). (2000)

S. Aono：“金属蛋白的基因表达转录调控”Prog. 25（出版中）。

S. Aono: "Recognition of target DNA and transcription activation by the CO-sensing transcriptional activator CooA"Biochem. Biophys. Res. Commun.. 261(2). 270-275 (1999)

S. Aono：“CO 感应转录激活剂 CooA 识别靶标 DNA 和转录激活”Biochem。