鉄硫黄クラスター形成に関与する蛋白質の構造生物学的研究

参与铁硫簇形成的蛋白质的结构生物学研究

• 批准号: 04J08161
• 负责人: 下村 喜充
• 金额: $ 1.22万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2004
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2004 至 2005
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-04J08161/
• 关键词: 鉄硫黄クラスター; 構造生物学; ISC

鉄硫黄(Fe-S)クラスターは数個の非ヘム鉄と無機硫黄からなる蛋白質コファクターで、さまざまな生命活動において主要な働きをしている。細胞内でのFe-Sクラスター形成を担うISC蛋白質群のうち、IscUはin vitroで酸素に対して不安定なFe-Sクラスターを結合することが知られており、Fe-Sクラスター形成の足場として機能すると考えられている。本研究では、Fe-Sクラスターが結合した状態でのIscUの結晶構造解析を行い、Fe-Sクラスターがこの蛋白質の内部でどのように組み立てられ、どのように標的蛋白質に受け渡されるのか理解することを目的としている。超好熱菌Aquifex aeolicus由来のIscUを大腸菌で発現させ、Fe-Sクラスターが結合した状態で精製することに成功した。また、このIscUにFe-Sクラスター安定化変異(D38A)を導入し、同様に発現、精製を行った。ところが、これらの試料のFe-Sクラスターは酸素存在下では数日間のうちに壊れてしまい、このまま結晶化に用いるのは不適当であった。そこで、酸素が存在しない条件下で実験を行うことができる嫌気性チャンバーを使用し、Fe-Sクラスターを安定に保ちながらD38A変異型IscUの精製、結晶化スクリーニングを行った。その結果、Fe-Sクラスター特有の色を呈した結晶を得ることに成功した。SPring-8の放射光を用いて、分解能2.7ÅまでのIscU結晶のX線回折強度を、鉄原子の異常分散を考慮した波長で測定した。

Iron and sulfur (Fe-S) are the main ingredients of several non-iron and inorganic sulfur compounds. The formation of Fe-S molecules in cells is responsible for the activation of ISC protein groups. IscU is responsible for the binding of unstable Fe-S molecules in vitro, and the formation of Fe-S molecules is responsible for the activation of ISC protein groups. In this study, the crystal structure analysis of IscU in Fe-S complex state, the internal structure of Fe-S complex protein, the structure of Fe-S complex protein and the structure of target protein were studied. The super hot bacteria Aquifex aeolicus originated from IscU and was successfully purified. The Fe-S stability variation (D38A) is introduced, developed and refined. In the presence of Fe-S complex, the Fe-S complex of the sample is not suitable for crystallization. The purification and crystallization of D38A variant IscU are carried out in the presence of Fe-S and Fe-S. The result is that the Fe-S crystal has been successfully crystallized. SPring-8 was determined by X-ray reflection intensity of IscU crystals and abnormal dispersion of iron atoms considering the use of light and decomposition energy of 2.7 nm.

项目成果

Crystal structure of Escherichia coli YfhJ protein, a member of the ISC machinery involved in assembly of iron-sulfur clusters

• DOI: 10.1002/prot.20481
• 发表时间: 2005-08-15
• 期刊: PROTEINS-STRUCTURE FUNCTION AND BIOINFORMATICS
• 影响因子: 2.9
• 作者: Shimomura, Y;Takahashi, Y;Fukuyama, K
• 通讯作者: Fukuyama, K