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生物の新規鉄結合蛋白質を介した酸素耐性機構の解明

阐明活体中新型铁结合蛋白介导的氧耐受机制

基本信息

批准号：
12876016
负责人：
神尾好是
金额：
$ 1.34万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
2000
资助国家：
日本
起止时间：
2000 至 2001
项目状态：
已结题

项目摘要

Dpr分子がどのように酸素耐性を付与しているか明らかとするため、dpr遺伝子産物の取得と解析を行った。好気的に培養したS.mutansの菌体約10gから、精製度で約50倍、精製標品として約2.4mgのDpr蛋白質を得た。Dpr分子は、SDS-PAGEで20kDa、沈降平衡法で223kDaを示し、12量体からなる複合体を形成していた。また、Dpr分子は電子顕微鏡で図1に示したような直径約10nMの球状の粒子として観察され、鉄結合蛋白質であるFerritin(直径12.5nM)と類似した形状であった。ICP-MASSを用いて、金属元素種の同定と定量を行った結果、精製したDpr分子には複合体当たり鉄と亜鉛がそれぞれ27.8、10.5個含まれていた。さらに、その最大積載量を推定したところ、鉄が複合体当たり480個、亜鉛が9.6個であった。Dprはそのアミノ酸の相同性からDpsファミリーに属する蛋白質であると考えられる。そこで大腸菌のDps報告されているDNAとの結合能についてDpr分子でも検討したが、DNAとの結合能は認められなかった。また、抗酸化酵素活性である、SOD活性とカタラーゼ活性についても検討したが、いずれの活性も検出されなかった。以上の結果から、Dpr分子はいわゆるFerritinのよつな鉄結合蛋白質の一種であると考えられた。鉄イオンは、フェントン反応(H2O2+Fe2+→・OH+OH_<->+Fe3+)で知られるように、最も反応性の高い活性酸素種であるヒドロキシルラジカル(・OH)の生成を触媒する。従って、推定されるDpr分子の機能は、生体内の遊離の鉄イオンのキレート作用によるヒドロキシルラジカルの生成抑制である。そこで、Dpr分子が鉄イオンに依存したヒドロキシルラジカルの生成を抑制しうるかどうかin vitroの実験系を用い検討した。その結果、10mMのFe2_+の添加によって引き起こされるヒドロキシルラジカルの産生をDpr分子は非常に効果的に抑制しうることが明らかとなった。

Dpr molecules are resistant to acid, and dpr gene products are analyzed. Good culture of S.mutans cells about 10g, sperm about 50 times, refined standard about 2.4 mg of Dpr protein was obtained. Dpr molecule is 20kDa by SDS-PAGE and 223kDa by sedimentation equilibrium method. 12 kDa complex is formed. Dpr molecules were observed in electron microscopes as spherical particles with a diameter of about 10nM and iron-binding proteins with similar shapes (12.5 nM in diameter). ICP-MASS was used to determine the content of metal species and to refine Dpr molecular complexes. The maximum stowage is estimated to be 480 iron complexes and 9.6 lead complexes. Dpr is a protein that is identical to the amino acid. DPs report DNA binding energy for E. coli. The activity of anti-acidifying enzyme is higher than that of SOD. The above results show that Dpr molecules are a kind of iron-binding protein. Iron <->is a catalyst for the formation of highly reactive acid species (·OH), the most reactive of which is iron (H2O2 + Fe2 +→·OH+ OH3 +). The function of Dpr molecule is to inhibit the production of free iron in vivo. Dpr molecules are dependent on iron and iron to inhibit the production of vitro molecules. As a result, the addition of Fe2 + at 10mM resulted in the production of Dpr molecules that were very effective.