• Search Research Projects
  • Search Researchers
  • How to Use
  1. Back to previous page

コレラ菌の鉄代謝機構の解明とその阻害による創薬への応用

Research Project

Project/Area Number 13J04076
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Chemistry related to living body
Research InstitutionHokkaido University

Principal Investigator

関根 由可里  北海道大学, 総合化学院, 特別研究員(DC1)

Project Period (FY) 2013-04-01 – 2016-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2015)
Budget Amount *help
¥3,000,000 (Direct Cost: ¥3,000,000)
Fiscal Year 2015: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Fiscal Year 2014: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Fiscal Year 2013: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Keywordsヘム / ヘム輸送タンパク質 / ヘム分解酵素 / 相互作用 / X線結晶構造解析 / 共鳴ラマン分光法 / 表面プラズモン共鳴 / ヘム輸送体 / 紫外可視吸収分光法 / ラマン分光法 / ヘム蛋白質 / 反応機構 / 反応中間体 / 酸素活性化 / 共鳴ラマン / 結晶構造解析
Outline of Annual Research Achievements

昨年までの研究により、HutZ がヘム分解酵素であり、ヘムの周辺構造が酵素活性を制御していることが明らかになったが、 HutZ がどのように基質であるヘムを獲得するかは不明であった。そこで、hutZ 周辺遺伝子を探索したところ、hutX が hutZ とオペロンを形成しており、遺伝子解析により HutX はヘム輸送蛋白質と予測された。そこで本年度は、 HutX によるヘム輸送および HutZ 活性化能を検討した。
HutX のヘム輸送蛋白質としてのヘム結合様式を検討するため、ヘム滴定を行ったところ、HutX とヘムは 1:1 で結合し、X 線結晶構造解析と共鳴ラマン分光法から、ヘムは Tyr90 に配位することが明らかとなった。しかし、 HutXのヘム解離定数Kdは7.4 nMと見積もられ、これはHutZのKdと同程度であることから、Kdの値の比較 からは HutZ へのヘム輸送は確認できなかった。そこで、HutX のヘム結合体と HutZ を混合させ、その紫外可視 吸収スペクトルの変化を追跡したところ、極大吸収波長がHutXのヘム由来の390 nmからHutZのヘム由来の 412 nm に変化し、ヘムが HutX から HutZ へ輸送されることが確認され、表面プラズモン共鳴の結果から、HutX と HutZ は相互作用し、ヘムの輸送を行っていることが明らかとなった。そこで、過酸化水素添加による HutZ の ヘム分解活性を測定してみると、HutX から HutZ に輸送されたヘムも分解された。以上のことから、HutX は HutZ と相互作用し、ヘムを受け渡すヘム輸送蛋白質であることが明らかとなった。

Research Progress Status

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(3 results)
  • 2015 Annual Research Report
  • 2014 Annual Research Report
  • 2013 Annual Research Report
  • Research Products

    (9 results)

All 2016 2015 2014 2013

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (8 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results)

  • [Journal Article] Cytoplasmic Heme-Binding Protein (HutX) from Vibrio cholerae Is an Intracellular Heme Transport Protein for the Heme-Degrading Enzyme, HutZ2016

    • Author(s)
      Yukari Sekine, Takehito Tanzawa, Yoshikazu Tanaka, Koichiro Ishimori, and Takeshi Uchida
    • Journal Title

      Biochemistry

      Volume: 55 Issue: 6 Pages: 884-893

    • DOI

      10.1021/acs.biochem.5b01273

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] Cytoplasmic heme-binding protein (HutX) from the heme utilization system of Vibrio cholera is an intracellular heme-trafficking protein for the heme degrading enzyme, HutZ2015

    • Author(s)
      Yukari Sekine, Koichiro Ishimori, Takeshi Uchida
    • Organizer
      Pacifichem2015
    • Place of Presentation
      Honolulu, Hawaii, USA
    • Year and Date
      2015-12-15
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Iron Metabolism by Heme Degradation Enzyme, HutZ, from Vibrio cholerae2014

    • Author(s)
      Yukari Sekine, Koichiro Ishimori, Takeshi Uchida
    • Organizer
      7th Asian Biological Inorganic Chemistry Conference (ASBIC-VII)
    • Place of Presentation
      Gold Coast (Australia)
    • Year and Date
      2014-11-30 – 2014-12-05
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Iron Metabolism by Heme Degradation Enzyme, HutZ, from Vibrio cholerae2014

    • Author(s)
      Yukari Sekine, Koichiro Ishimori, Takeshi Uchida
    • Organizer
      New Frontiers in Chemistry: 10th Hokkaido University-Nanjing University Joint Symposium
    • Place of Presentation
      北海道大学 (北海道札幌市)
    • Year and Date
      2014-08-22 – 2014-08-23
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] コレラ菌ヘム分解系における還元酵素の同定および機能・構造解析2013

    • Author(s)
      関根由可里、石森浩一郎、内田毅
    • Organizer
      第46回酸化反応討論会
    • Place of Presentation
      筑波大学大学会館(茨城県つくば市)
    • Year and Date
      2013-11-16
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] コレラ菌由来HutZにおけるヘム分解活性制御機構2013

    • Author(s)
      関根由可里、石森浩一郎、内田毅
    • Organizer
      第3回CSJ化学フェスタ
    • Place of Presentation
      タワーホール船堀(東京都江戸川区)
    • Year and Date
      2013-10-22
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] コレラ菌由来HutZにおけるヘム鉄のスピン状態によるヘム分解活性の制御2013

    • Author(s)
      関根由可里、石森浩一郎、内田毅
    • Organizer
      第7回バイオ関連化学シンポジウム
    • Place of Presentation
      名古屋大学東山キャンパス(愛知県名古屋市)
    • Year and Date
      2013-09-28
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] コレラ菌由来ヘム分解酵素HutZにおける反応機構と活性制御機構の解明2013

    • Author(s)
      関根由可里、石森浩一郎、内田毅
    • Organizer
      第1回バイオ関連化学シンポジウム若手フォーラム
    • Place of Presentation
      名古屋大学野依記念物質科学研究館(愛知県名古屋市)
    • Year and Date
      2013-09-26
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] コレラ菌由来ヘム分解酵素HutZの活性中心近傍に存在する水素結合による機能制御2013

    • Author(s)
      関根由可里、松井敏高、齋藤正男、石森浩一郎、内田毅
    • Organizer
      第40回生体分子化学討論会
    • Place of Presentation
      大阪大学吹田キャンパス(大阪府吹田市)
    • Year and Date
      2013-06-08
    • Related Report
      2013 Annual Research Report

URL: 

Published: 2014-01-29   Modified: 2024-03-26  

Information User Guide FAQ News Terms of Use Attribution of KAKENHI

Powered by NII kakenhi