バクテリアの細胞死に関与する蛋白質の構造生物学的研究

参与细菌细胞死亡的蛋白质的结构生物学研究

基本信息

批准号：
15770075
负责人：
鎌田勝彦
金额：
$ 2.3万
依托单位：
The Institute of Physical and Chemical Research
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2003
资助国家：
日本
起止时间：
2003 至 2004
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-15770075/
关键词：
X線結晶構造解析蛋白質複合体バクテリア細胞死 MazEF YefM YoeB

项目摘要

大腸菌には、その細胞死に関与すると考えられる二つの蛋白質を担うantitoxinとtoxinの遺伝子セットが5種類存在している。申請者は、X線結晶構造解析によって、これらの遺伝子産物複合体の構造学的知見を得ることによって、両蛋白質間の相互作用領域がtoxinの機能にどのように影響しているか、そしてtoxin活性がantitoxinによってどのように中和されるかを研究した。バクテリアの細胞死に関与すると考えられる二つの蛋白質、MazE(antidote), MazF(toxin)、の複合体の結晶化に成功し1.7Å分解能で立体構造解析した。MazE-MazF複合体は2:4のヘテロヘキサマーを構成している。特徴的なMazEのC末端は、隣に配置するMazFダイマーの一方の分子と密接な相互作用を有している。その結合部位は大きく4つ(Site 1-4)にわけられ、特にSite1では、toxinとantidoteに保存された残基間の相互作用がみられる。また、類似Toxinの構造比較から、Antidoteの結合に際してのみ見られるコンフォメーション変化が明らかになった。これまでに得られた分子生物学知見により、toxinの標的蛋白質の認識とantidoteによる不活性化は、addiction systemに保存された共通な機構であることが示唆された。YefM(antidote)とYoeB(toxin)も、バクテリアの細胞死に関わるリボヌクレアーゼであることが示唆されている。申請者は、さらにYefM-YoeB複合体の立体構造を決定した。YoeBはバクテリアに共通して見られるリボヌクレアーゼの構造を有しており、YefMは二量体で一分子のYoeBに結合していた。

大肠杆菌含有五个基因组抗毒素和毒素，这些基因构成了两种被认为与细胞死亡有关的蛋白质。申请人研究了蛋白质之间的相互作用区域如何通过通过X射线晶体学获得这些基因产物络合物的结构发现来影响毒素功能以及如何通过抗毒素中和毒素活性。被认为与细菌细胞死亡，迷宫（解毒剂）和MAZF（毒素）有关的两种蛋白质的复合物成功结晶，并以1.7Å分辨率分析了三维结构。迷宫 - 马兹夫综合体构成2：4 Heterohexamer。迷宫的特征C末端与相邻MAZF二聚体的一个分子具有紧密相互作用。结合位点被广泛分为四个（位点1-4），特别是在位点1中，在毒素和解毒剂中保守的残基之间的相互作用。此外，对相似毒素的结构的比较揭示了仅在结合解毒剂时看到的构象变化。到目前为止获得的分子生物学知识表明，毒素的靶蛋白和解毒剂失活的识别是成瘾系统中保守的常见机制。 YEFM（解毒剂）和Yoeb（毒素）也被认为是与细菌细胞死亡有关的核糖核酸。申请人进一步确定了YEFM-YOEB复合物的构象。 YOEB具有细菌中常见的核糖核酸酶结构，YEFM是二聚体，并与单个分子结合了Yoeb的单个分子。