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: 12019222
• 负责人: 青野 重利
• 金额: $ 1.28万
• 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: 2000
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2000 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-12019222/
• 关键词: DNA結合タンパク質; 転写活性化因子; ヘム; キメラタンパク質; 一酸化炭素センサータンパク; レポーター遺伝子

CooAの機能発現には、CooA分子中に含まれるヘムが重要な役割を果たしている。本研究では、ヘム周辺部に変異を導入した各種変異体を調製し、それらの活性構造相関を明らかにすることにより、CooAの機能発現におけるヘムの役割を解明することを目的とした。野生型、および各種変異型CooAを用い、それらのEXAFS、NMR、EPR、共鳴ラマンスペクトル等の各種分光学的測定、さらにin vivoレポーター系をもちいた活性評価を行ない、CooA中に含まれるヘムによるCOセンシング機構、ヘム配位構造の解明に成功した。また、各種変異型CooAおよび変異型プロモータを組合せ、それらの転写活性化能を比較検討することにより、CooAの標的DNAに対するターゲッティング機能制御機構の解明を行なった。その結果、CooAの標的DNAに対するターゲッティング機能は、CooA分子中に存在するヘリックス・ターン・ヘリックス中の三つのアミノ酸残基(Arg177,Gln178,Ser181)によってコントロールされていることが明かとなった。また、CooAの標的DNAは、TGTCA……CGACAで示される配列を有しており、本配列中の下線で示した部分の塩基が、CooAによる認識塩基であることが分かった。さらに、エフェクターセンシングドメインがCRP、DNA認識ドメインがCooA由来の、新規な機能性キメラタンパクの調製に成功し、本キメラ中で転写活性化能発現に関与しているアミノ酸残基を同定した。これらのアミノ酸残基は、RNAポリメラーゼと直接相互作用していると考えられる。

CooA's function is revealed, and the CooA molecule contains the most important function. This study introduces various kinds of heterogeneities into the structure, and explains the function of heterogeneities. Wild type, different types of CoA were used, EXAFS, NMR, EPR, resonance spectra were determined, and in vivo, the activity of CoA was evaluated, and the CO structure and coordination structure of CoA were solved successfully. A variety of heteromorphic DNA sequences were compared and analyzed. As a result, CooA target DNA has three amino acid residues (Arg177,Gln178,Ser181) in CooA molecule. CoA target DNA, TGTCA... CGACA is shown in the sequence, and the lower line in the sequence shows part of the base, CoA is shown in the recognition base. In addition, CRP, DNA recognition, origin of CoA, new functional modulation, and identification of active acid residues in this study were also discussed. The acid residues in the RNA interact directly with each other.

项目成果

Takeshi Uchida: "Identification of histidine 77 as the axial heme ligand of carbonmonoxy CooA by picosecond time-resolved resonance Raman spectroscopy"Biochemistry. 39(42). 12747-12752 (2000)

Takeshi Uchida：“通过皮秒时间分辨共振拉曼光谱鉴定组氨酸 77 作为碳单氧基 CooA 的轴向血红素配体”生物化学。

Shigetoshi Aono: "CO sensing and regulation of gene expression by the transcriptional activator CooA"J.Inorg.Biochem.. 82. 51-56 (2000)

Shigetoshi Aono：“转录激活剂 CooA 的 CO 传感和基因表达调节”J.Inorg.Biochem.. 82. 51-56 (2000)

Shigeichi Kumazaki: "Dissociation and recombination between ligands and heme in a CO-sensing transcriptional activator CooA"J.Biol.Chem.. 275(49). 38378-38383 (2000)

Shigeichi Kumazaki：“CO 感应转录激活剂 CooA 中配体和血红素之间的解离和重组”J.Biol.Chem.. 275(49)。

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

Hiroshi Nakajima：“通过血红素结合结构域 C 末端突变控制 CooA 活性”J.Inorg.Biochem.. 78. 63-68 (2000)