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硫黄転移系に依存する転写制御機構の解明

阐明依赖于硫转移系统的转录控制机制

基本信息

批准号：
09J03182
负责人：
秀瀬涼太
金额：
$ 0.9万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2009
资助国家：
日本
起止时间：
2009 至 2010
项目状态：
已结题

项目摘要

鉄硫黄クラスター(Fe/S)は、生物界に広く存在するコファクターであり、あらゆる生物にとって必須である。Fe/Sは化学反応の触媒や酸化還元反応の電子伝達体として機能するほか、遺伝子発現制御やタンパク質構造の安定化に関わるなど、その生体内における役割は多様である。Escherichia coliにはFe/Sをもつタンパク質が少なくとも100種以上存在すると推測されている。E.coliにおいて、Fe/S生合成に関わるタンパク質因子群としてiscオペロン(iscSUA-hscBA-fdx)にコードされるISC(iron-sulfur cluster)マシナリーが知られている。しかし、ISCマシナリーが関わるFe/S生合成機構の詳細は未だ不分明である。E.coli K12由来ジヒドロピリミジンデヒドロゲナーゼ(EcDPD)は、5,6-ジヒドロウラシル(DHU)をウラシルへ酸化する反応を触媒する鉄硫黄フラボタンパク質である。EcDPDは[2-^<14>C]DHUの核酸への取り込みに関与しており、[2-^<14>C]DHUの取り込みに伴う菌体の放射能の増加はEcDPD活性に依存する。研究代表者は[2-^<14>C]DHUの取り込みに伴う菌体の放射能の増加がEcDPD活性に依存する現象に着目し、Fe/S生合成の足場となるIscUの機能に必須なアミノ酸残基の同定をin vivoで初めて行った。IscUの欠損株に野生型IscUやFe/Sの結合に必須と考えられるアミノ酸残基を改変した変異型IscU (C37A, C63A, H105A, C106A, C37H, C63H, H105C, C106H)をコードするプラスミドを導入し、[2-^<14>C]DHUの取り込みに伴う各形質転換体の放射能の増加量を測定した。その結果、変異型IscUを導入した菌体では野生型IscUを導入した菌体と比べて低い放射能を示した。次に、それら各形質転換体のFe/Sタンパク質(グルタミン酸シンターゼ、EcDPD)の活性を測定したところ、変異型IscUを導入した菌体のFe/Sタンパク質の活性は野生型IscUを導入した菌体と比べて低い活性値を示した。これらの実験結果から、変異を導入したいずれのアミノ酸残基もIscUの機能に必須であることが示唆された。

Iron sulfur (Fe/S) is a necessary element in biology. Fe/S is a catalyst for chemical reactions, an electron mediator for acidification reactions, a catalyst for electron transfer reactions, a catalyst Escherichia coli has more than 100 species of Fe/S in it. E.coli, Fe/S synthesis, ISC(iron-sulfur cluster), ISC(iron-sulfur cluster). The details of Fe/S synthesis mechanism are unclear. E.coli K12 consists of a protein derived from a protein called EcDPD and a protein derived from 5,6-DPD (DHU). EcDPD is dependent on [2-<14>^C] DHU <14>nucleic acid uptake and on increased EcDPD activity associated with cell radioactivity. The study representative pointed out that the selection of [2-^<14>C]DHU was accompanied by the increase of cell radioactivity and the dependence of EcDPD activity on the phenomenon of Fe/S synthesis and the interaction of acid residues in vivo. The binding of Fe/S in wild-type IscU must be examined in order to modify the acid residues of different types of IscU (C37A, C63A, H105A, C106A, C37H, C63H, H105C, C106H)<14>. The results showed that the wild-type IscU was introduced into the cell and the radioactivity was lower than that of the wild-type IscU. In addition, the activity of Fe/S in various forms of cell transformation was measured. The results of this study are as follows: