マラリア・アピコプラストのレドックス蛋白質群の探索と機能の解明

寻找疟疾顶端质体中的氧化还原蛋白并阐明其功能

• 批准号: 13226067
• 负责人: 長谷 俊治
• 金额: --
• 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 (C)
• 财政年份: 2001
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2001 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13226067/
• 关键词: マラリア原虫; アピコプラスト; フェレドキシン; レドックス代謝

マラリアゲノムDNA中に、植物根のフェレドキシン(Fd)とその還元酵素であるFNRと相同なORF)が存在することがデータベース検索から明らかになった。アピコプラストが植物のプラスチドと類縁関係にあると一般的に言われているが、エネルギー供給代謝方式の観点からは、植物の非光合成プラスチドと類似しているのではないかと思われ、これらは光合成に直接依存しない還元力の供給系として、NADPH→FNR→Fdへの電子移動に適した構造と機能をもつはずである。マラリアFdをコードするDNA断片を化学合成し、それをすでに植物Fdで確立している大腸菌発現系で発現を試みた。[2Fe-2S]クラスターの酸化還元中心を備えたホロ型Fdとして発現し、可溶性画分に回収された。このFdは菌体外でも安定であり、常法に従い精製が可能であった。収量は1リッター当たり5mg位である。マラリアFdは酸化還元活性を有し、植物FNRとは効率のよい電子伝達機能を持つことを明らかにした。このFdに対する特異抗体を作製し、マラリア原虫の粗抽出液中にこの抗体と反応するポリペプチド鎖の存在を確認した。現在、X線結晶構造解析のための結晶化と構造解析が進行しつつある。また、マラリアFNRについては遺伝子をクローニング中である。これらの結果は、NADPH/FNR/Fdのレドックスカスケードが機能している可能性が強いことを示唆している。今後、植物プラスチド研究のノウハウを活用しながら、蛋白質化学や構造生物学の観点からマラリア細胞のアピコプラストのレッドクス代謝ネットワークを、プラスチド類縁オルガネラとしての一般性と特殊性の両面から明らかにする研究を展開する予定である。

数据库搜索表明，疟疾基因组DNA中有植物根铁蛋白（FD）及其还原酶FNR的ORF。人们普遍说，凋亡与植物质体有关，但是从能源供应代谢的角度来看，它们可能类似于植物的非光质合成质体，作为具有降低功率的供应系统，不直接依赖光合作用的光合作用，它们应具有适用于nAdph for fnr fnr fnr fnr fd fd fd fd fd fd fd fd。编码疟疾FD的DNA片段是化学合成的，并试图在大肠杆菌表达系统中表达它，该系统已经在植物FD中建立。它表示为具有[2FE-2S]簇的氧化还原中心的全型FD，并在可溶性级分中恢复。该FD即使在细菌细胞之外也是稳定的，并且可以根据常规方法纯化。收率约为每升5毫克。据研究表明，疟疾FD具有还原活性，并且植物FNR具有有效的电子转移功能。产生了针对该FD的特异性抗体，并证实了与该抗体在寄生虫的粗提取物中反应的多肽链的存在。目前，正在进行用于X射线晶体结构分析的结晶和结构分析。此外，该基因目前正在克隆疟疾FNR。这些结果表明，NADPH/FNR/FD的氧化还原级联反应非常可能是功能性的。将来，我们计划利用植物质体研究的专有技术，并开发研究，从蛋白质化学和结构生物学的角度来看，从蛋白质化学和结构生物学的角度来阐明疟疾细胞的REDX代谢网络，既在一般和特异性方面都是质体相关的细胞。