| Project/Area Number |
17K14510
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Research Field |
Bio-related chemistry
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| Research Institution | Saitama University |
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Principal Investigator |
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2019)
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| Budget Amount *help |
¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2019: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2017: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
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| Keywords | 鉄硫黄クラスター / 生合成 / 反応中間体 / X線結晶構造解析 / PLP / Chelatase / 枯草菌 / 構造ゲノム / 硫黄 / システイン / 鉄 / 触媒 / 酵素 |
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| Outline of Final Research Achievements |
Biosynthetic machineries (NIF, ISC, SUF, SUF-like machineries) for the iron-sulfur (Fe-S) clusters, which are biologically essential inorganic cofactors, were investigated by elucidating catalytic intermediates of sulfur-mobilizing enzymes. Two cysteine desulfurases, NifS in NIF machinery and SufS in SUF-like machinery were analyzed by X-ray crystallography. This resulted in elucidation of common intermediate PLP-L-cysteine and different conformational changes of their catalytic loops toward the sulfur-mobilization. Also, X-ray crystallographic analysis of SufS-SufU complex revealed a molecular mechanism in which the Zn-coordination structural change of SufU triggered the sulfur-mobilization from SufS to SufU.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
これまで鉄硫黄クラスター生合成系酵素の生化学的解析、遺伝学的解析、立体構造解析は数多くなされてきた。しかしながら、酵素それぞれの反応中間体の解析に焦点を当てて、生合成機構を化学的な観点から詳細に調べた例は多くなく、そのため本研究は挑戦的な試みであった。鉄硫黄クラスターの無機硫黄供給系の化学的な理解により、４種の異なる生合成系の多様性や分子進化について、分子構造の観点から考察が可能となったため、今後、鉄硫黄クラスターが環境に合わせた生物の進化・多様化によりどのような特性を獲得したかについて、生物学的な知見を得ることができるようになると期待される。
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