ミトコンドリアを欠失させた真核細胞の構築とその分子細胞生物学的解析

缺乏线粒体的真核细胞的构建及其分子和细胞生物学分析

• 批准号: 21K19204
• 负责人: 高橋 康弘
• 金额: $ 3.99万
• 依托单位: Saitama University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-07-09 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-21K19204/
• 关键词: 鉄硫黄クラスター; 鉄硫黄タンパク質; 出芽酵母; ミトコンドリア

2021年度は、バクテリアのFe-Sクラスター生合成系であるNIFマシナリーを酵母のサイトゾルで発現させた後に、ミトコンドリアISCマシナリーの必須成分であるJAC1とNFS1遺伝子の破壊を試みたところ、前者は破壊できたが、後者は破壊できないという結果になった。本年度、その要因を探るために種々の検討を行ったところ、JAC1遺伝子は、嫌気的な条件下であれば、NIFマシナリーの有無に関わらず破壊できることが判明した。一方、NFS1はシステイン脱硫黄酵素として、ミトコンドリアのFe-Sクラスター生合成系に硫黄を供給するだけでなく、サイトゾルや核のtRNA硫黄修飾系にも硫黄を供給することが知られている。そこで、ミトコンドリアへの移行配列を除去したNFS1のコピーをNIFマシナリーと共に酵母のサイトゾルで発現させ、ミトコンドリア型の正常なNFS1遺伝子を破壊するという実験を進めたが、これまで成功していない。そこで、別のFe-Sクラスター生合成系であるSUFマシナリーを酵母のサイトゾルで発現させた後に、NFS1遺伝子の破壊を試みたところ、この遺伝子の破壊株を初めて構築することができた。今回導入したSUFマシナリーは、嫌気条件下で遊離のS2-を硫黄源として機能するタイプを用いたが、得られたNFS1破壊株の表現型は、導入したSUFマシナリーの特性に合致していた。さらに、破壊株の表現型から、ミトコンドリア内のFe-Sタンパク質群（グルタミン酸合成酵素など）は機能していないが、サイトゾルや核のFe-Sタンパク質群は正常と推定された。

2021 annual は, バ ク テ リ ア の Fe -s ク ラ ス タ ー raw GeChengXi で あ る NIF マ シ ナ リ ー を yeast の サ イ ト ゾ ル で 発 now さ せ た に, after ミ ト コ ン ド リ ア ISC マ シ ナ リ ー の components necessary to で あ る JAC1 と NFS1 heritage 伝 son の broken 壊 を try み た と こ ろ, the former は 壊 で き た が, the latter は 壊 で き な Youdaoplaceholder0 と う result になった. This year, そ の by を agent る た め に kind 々 の 検 line for を っ た と こ ろ, JAC1 heritage 伝 は, under the condition of too 気 な で あ れ ば, NIF マ シ ナ リ ー の presence of に masato わ ら ず broken 壊 で き る こ と が.at し た. Party, NFS1 は シ ス テ イ ン desulfurization yellow enzyme と し て, ミ ト コ ン ド リ ア の Fe -s ク ラ ス タ ー raw GeChengXi に sulfur を supply す る だ け で な く, サ イ ト ゾ ル や nuclear の tRNA sulfur modified system に も sulfur を supply す る こ と が know ら れ て い る. そ こ で, ミ ト コ ン ド リ ア へ の transitional arrangement を remove し た NFS1 の コ ピ ー を NIF マ シ ナ リ ー と に total yeast の サ イ ト ゾ ル で 発 now さ せ, ミ ト コ ン ド リ ア の な normal NFS1 posthumous son 伝 を broken 壊 す る と い う be 験 を into め た が, こ れ ま で successful し て い な い. そ こ で, don't の Fe -s ク ラ ス タ ー raw GeChengXi で あ る SUF マ シ ナ リ ー を yeast の サ イ ト ゾ ル で 発 now さ せ た after に, NFS1 but 伝 の broken 壊 を try み た と こ ろ, こ の heritage 伝 early child の broken 壊 strains を め て build す る こ と が で き た. Today back to import し た SUF マ シ ナ リ ー は, anaerobic 気 で under the condition of free sulfur の S2 - を huang yuan と し て function す る タ イ プ を with い た が, ら れ た NFS1 broken 壊 strains の phenotype は, import し た SUF マ シ ナ リ ー の features に close to し て い た. さ ら に, broken 壊 strains の phenotype か ら, ミ ト コ ン ド リ ア の in Fe - S タ ン パ ク mass group (グ ル タ ミ ン acid synthesis enzyme な ど) は function し て い な い が, サ イ ト ゾ ル や nuclear の Fe -s タ ン パ ク mass group of presumption は normal と さ れ た.

项目成果

鉄硫黄クラスター生合成を担うSUFマシナリーの構造機能解析

负责铁硫簇生物合成的SUF机械的结构和功能分析

• 发表时间: 2022
• 作者: 和田啓;田中良和;高橋康弘
• 通讯作者: 高橋康弘

The Structure of the Dimeric State of IscU Harboring Two Adjacent [2Fe-2S] Clusters Provides Mechanistic Insights into Cluster Conversion to [4Fe-4S]

• DOI: 10.1021/acs.biochem.1c00112
• 发表时间: 2021-05-03
• 期刊: BIOCHEMISTRY
• 影响因子: 2.9
• 作者: Kunichika, Kouhei;Nakamura, Ryosuke;Takahashi, Yasuhiro
• 通讯作者: Takahashi, Yasuhiro

Structural insights into biosynthesis of a [4Fe-4S] cluster via coupling of two adjacent [2Fe－2S] clusters in the IscU enzyme

通过 IscU 酶中两个相邻 [2Fe-2S] 簇的耦合对 [4Fe-4S] 簇生物合成的结构见解

• 发表时间: 2022
• 作者: Kouhei Kunichika;Ryosuke Nakamura;Takashi Fujishiro;Yasuhiro Takahashi
• 通讯作者: Yasuhiro Takahashi

Cycloserine enantiomers inhibit PLP‐dependent cysteine desulfurase SufS via distinct mechanisms

环丝氨酸对映体通过不同的机制抑制 PLP 依赖性半胱氨酸脱硫酶 SufS

• DOI: 10.1111/febs.16455
• 发表时间: 2022
• 期刊: The FEBS Journal
• 作者: Nakamura Ryosuke;Ogawa Shoko;Takahashi Yasuhiro;Fujishiro Takashi
• 通讯作者: Fujishiro Takashi

メタン生成古細菌のSufB2C2複合体は鉄硫黄クラスター生合成系SUFマシナリーのプロトタイプである

产甲烷古菌的 SufB2C2 复合体是铁硫簇生物合成 SUF 机器的原型。

• 发表时间: 2022
• 作者: 村上 太一;村田 真耶;藤城 貴史;高橋 康弘
• 通讯作者: 高橋 康弘