多段階の分子スイッチを備えた多成分複合体による鉄硫黄クラスター生合成機構の解明

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SUFマシナリーの機能の解明を目指し、生物種として大腸菌および好熱菌Sulfolobus tokodaii に注目した。大腸菌(Escherichia coli K12 MG1655)では6種の成分(SufABCDSE)、S. tokodaiiでは4種の成分(SufD' BCS)がゲノム上に存在している。本研究の目的であるSUFマシナリーの多成分複合体によるFe-Sクラスター合成機構および機能調節機構の解明に向けて、平成19年度は以下の項目を実施した。1. SufDの機能解析SufDの結晶構造に基づいて様々な部位に変異を導入し、in vivoのアッセイ系を用いた機能解析を行った。この結果、分子内部に完全に埋もれた活性残基を同定することができ、この機能には構造変化を伴うことを推定した。2.多成分複合体のX線結晶構造解析と機能解析大腸菌に由来するSufC/SufD複合体の結晶構造の決定に成功した。この構造に基づき複合体中のSufCに様々な変異を導入して、構造変化の有無をクロスリンク法により調べたところ、この複合体中のSufCはATP依存的にダイマーを形成することがわかった。このダイマー形成により、SufC/SufD複合体には大きな構造変化が起きることが強く示唆された。