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赤痢アメーバにおける鉄硫黄タンパク質の生合成機構の解明

Research Project

Project/Area Number 16017307
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Biological Sciences
Research InstitutionGunma University

Principal Investigator

野崎 智義  群馬大学, 大学院・医学系研究科, 教授 (60198588)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) VAHAB Ali  群馬大学, 大学院・医学系研究科, 助手 (20400757)
高橋 康弘  大阪大学, 大学院・理学研究科, 講師 (10154874)
Project Period (FY) 2004 – 2005
Project Status Completed (Fiscal Year 2005)
Budget Amount *help
¥16,500,000 (Direct Cost: ¥16,500,000)
Fiscal Year 2005: ¥7,500,000 (Direct Cost: ¥7,500,000)
Fiscal Year 2004: ¥9,000,000 (Direct Cost: ¥9,000,000)
Keywords赤痢アメーバ / 寄生 / 電子伝達 / 鉄硫黄クラスター / 抗酸化 / エネルギー代謝 / アメーバ症 / 病原機構 / 抗酸化機構 / NIF / システインデスルフラーゼ / 嫌気的代謝
Research Abstract

鉄硫黄クラスターは生物界で幅広く保存され、呼吸・電子伝達・酸化還元・窒素同化などの重要な代謝反応に関与する。本研究では赤痢アメーバにおける鉄硫黄クラスター生合成機構を分子論的に解明し、原虫の寄生適応・病原機構における役割を明らかにすることを目的に研究を行った。更に鉄硫黄クラスター生合成の基質となるシステイン・セリンの生合成機構の分子論的解明を行った。鉄硫黄クラスター生合成は、NIF, ISC, SUFと呼ばれる3種類の独立した経路で行われ、各経路の存在・局在は生物種に依存している。赤痢アメーバは触媒酵素であるNifSと足場タンパク質であるNifUからなるNIF経路のみを有しており、これは真核生物では前例がなかった。本年度は鉄硫黄クラスター生合成に機能的種特異性は存在しないこと、NIF経路が嫌気的鉄硫黄クラスター生合成にのみに機能することを明らかにした。更に、ISC, SUFがオルガネラに局在するのに対してNIF経路が細胞質に局在することをエピトープ標識したNifS/Uを発現した形質転換体を用いて明らかにした。更に、セリン生合成経路の分子論的解明では、赤痢アメーバにセリン生合成(リン酸化経路)及び分解(非リン酸化経路)の二つの経路が存在することが明らかとなった。他の寄生性原虫ではこれらの代謝経路が欠質した生物が多いのと対照的であった。特にフォスフォセリンアミノ転移酵素(PSAT)のセリン生合成における役割を明らかにし、組換え酵素の生化学的解析と大腸菌PSAT欠質変異体を用いた解析により、赤痢アメーバPSATの優れたインビトロ触媒能力がインビボでも反映していることを明らかにした。以上、本原虫におけるセリン代謝の重要性が強く示唆された。今後DNAマイクロアレイによるトランスクリプトミクス解析によりセリン・システイン代謝及び鉄硫黄クラスター生合成経路の相互作用が明らかにされると予想される。

Report

(2 results)
  • 2005 Annual Research Report
  • 2004 Annual Research Report
  • Research Products

    (8 results)

All 2005 2004

All Journal Article (8 results)

  • [Journal Article] Sulfur-containing amino acid metabolism in parasitic protozoa.2005

    • Author(s)
      Nozaki, T., Ali, V., Tokoro, M.
    • Journal Title

      Adv.Parasitol.(Review. 60

      Pages: 1-100

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] Biochemical and functional2005

    • Author(s)
      Ali, V., Nozaki, T.
    • Journal Title

      Mol.Biochem.Parasitol. (in press)

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] The genome of the protist parasite Entamoeba histolytica.2005

    • Author(s)
      Loftus, B., Anderson, I., Davies, R., Alismark, U.C.M., Samuelson, J., Amedeo, P., Roncaglia, P., Berriman, M., Hirt, R.P., Mann, B.J., Nozaki T., Suh, B., Pop, M., Duchene, M., Ackers, J., Tannich, E., Leippe, M., Hofer, M., Bruchhaus, I., Willhoeft, U., Bhattacharya, A., Chillingworth, T., Churcher, C., Hance, Z., Harris, B., Harris, d., Jagels, K., Moule, S., Mungall, K., Ormond, D., Squares, R., Whitehead, S., Guillen, N., Gilchrist, C., Stroup, S.E., Bhattacharya, S., Lohia, A., Foster, P.G., Sicheritz-Ponten, T., Weber, C., Singh, U., Mukherjee, C., Petri, W.A.J., Clark, C.G., Embley, T.M., Barrell, B., Fraser, C.M., Hall, N.
    • Journal Title

      Nature 433

      Pages: 865-868

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] Sulfur-containing amino acid metabolism in parasitic protozoa.2005

    • Author(s)
      Nozaki, T., Ali, V., Tokoro, M.
    • Journal Title

      Adv.Parasitol. (in press)

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] The genome of the protist parasite Entamoeba histolytica2005

    • Author(s)
      Loftus, B., Anderson, L., Davies, R., Alismark, U.C.M., Samuelson, J., Amedeo, P., Roncaglia, P., Berriman, M., Hirt, R.P., Mann, B.J., Nozaki, T., Suh, B., Pop, M., Duchene, M., Ackers, J., Tannich, E., Leippe, M., Hofer, M, Bruchhaus, I., Willhoeft, U., Bhattacharya, A., Chillingworth, T., Churcher, C., Hance, Z., Harris, B., Harris, D., Jagels, K., Moule, S., Mungall, K., Ormond, D., Squares, R., Whitehead, S., Guillen, N., Gilchrist, C., Stroup, S.E., Bhattacharya, S., Lohia, A., Foster, P.G., Sicheritz-Ponten, T., Weber, C., Singh, U., Mukherjee, C., Petri, W.A.J., Clark, C.G., Embley, T.M., Barrell, B., Fraser, C.M., Hal, N.
    • Journal Title

      Nature (in press)

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] Proteomic analysis of phagocytosis in the enteric protozoan parasite Entamoeba histolytica.2005

    • Author(s)
      Okada, M., Huston, C.D., Mann, B.J., Petri, Jr., W.A., Kita, K., Nozaki, T.
    • Journal Title

      Eukaryot.Cell (in press)

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] An Intestinal parasitic protist Entamoeba histolytica possesses a non-redundant NIF-like system for Iron-sulfur cluster assembly under anaerobic conditions.2004

    • Author(s)
      Ali, V., Shigeta, Y., Tokumoto, U., Takahashi, Y., Nozaki, T.
    • Journal Title

      J.Biol.Chem. 279

      Pages: 16863-16874

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] Molecular and biochemical characterization of D-phosphoglycerate dehydrogenase from Entamoeba histolytica : a unique enteric protozoan parasite that possesses both phosphorylated and non-phosphorylated serine metabolic pathways.2004

    • Author(s)
      Ali, V., Shigeta, Y., Hashimoto, T., Nozaki, T.
    • Journal Title

      Eur.J.Biochem 271

      Pages: 2670-2681

    • Related Report
      2004 Annual Research Report

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Published: 2004-04-01   Modified: 2018-03-28  

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