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ヘム依存性転写制御複合体の構造と機能

Research Project

Project/Area Number 18054002
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas

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

Principal Investigator

石森 浩一郎  Hokkaido University, 大学院・理学研究院, 教授 (20192487)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 内田 毅  北海道大学, 大学院・理学研究院, 助教 (30343742)
Project Period (FY) 2006 – 2007
Project Status Completed (Fiscal Year 2007)
Budget Amount *help
¥6,500,000 (Direct Cost: ¥6,500,000)
Fiscal Year 2007: ¥3,300,000 (Direct Cost: ¥3,300,000)
Fiscal Year 2006: ¥3,200,000 (Direct Cost: ¥3,200,000)
Keywordsヘム / 遺伝子転写制御 / ヘム生合成 / センサー蛋白質 / ペプチドマッピング / 酸化修飾 / 蛋白質分解 / Irr / 酸化的修飾 / 活性酸素種 / ROS / 転写制御
Research Abstract

ヘム依存性転写因子Irrにおける酸化修飾機構の詳細を検討するため,典型的なペプチド鎖の酸化修飾様式であるカルボニル化を認識する「Oxyblot」法を用いて検討したところ,過酸化水素のスカベンジャー試薬であるカタラーゼを添加した際に酸化修飾が大きく阻害されることを見出した.一方,OHラジカルやO_2-のスカベンジャー試薬の添加ではその阻害効果が見られなかったことから,Irrはヘムと分子状酸素の存在下で過酸化水素を産生し,この過酸化水素によってペプチド鎖の酸化修飾反応が引き起こされることが示された.さらに,以上のような過酸化水素の産生部位を同定するために,ヘムの軸配位子と想定されるCysやHisをそれぞれAlaに置換し,その酸化修飾反応を追跡したところ,His残基が連続しているHis117,His118,His119の置換により酸化修飾反応が大きく阻害されることが示された.しかし,この変異体において産生する過酸化水素の定量を行ったところ,野生型同様の産生能を示し,過酸化水素は酸化修飾には必須であるものの,ペプチド鎖への酸化修飾反応の直接的な活性種ではないことが示唆された.づまり,Irrによって産生された過酸化水素は,再びHis117,His118,His119付近の酸化活性化部位によって,さらに活性な酸化活性種に変換されることを示唆している.以上の結果からIrrにおける酸化修飾反応は,分子状酸素から過酸化水素を経た二段階の活性化反応で進行し,そこで生成した酸化活性種が蛋白質分解の端緒となることが考えられる.

Report

(2 results)
  • 2007 Annual Research Report
  • 2006 Annual Research Report
  • Research Products

    (8 results)

All 2007

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (6 results)

  • [Journal Article] Unique Peroxidase Reaction Mechanism in Prostaglandin Endoperoxidase H Synthase-22007

    • Author(s)
      S. Ichimura
    • Journal Title

      Journal of Biological Chemistry 282

      Pages: 16681-16690

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Molecular Basis of Guanine Nucleotide Dissociation Inhibitor Activity of Human Neuroglobin by Chemical Cross-linking and Mass Spectrometry2007

    • Author(s)
      Chihiro Kitatsuji
    • Journal Title

      J. Mol. Biol. (印刷中)

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Presentation] ヘムをリガンドとするセンサー蛋白質の構造と機能2007

    • Author(s)
      石森浩一郎
    • Organizer
      第45回日本生物物理学会年会
    • Place of Presentation
      横浜市
    • Year and Date
      2007-12-23
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] Structure and Function of Heme-regulated Sensor Proteins2007

    • Author(s)
      石森浩一郎
    • Organizer
      BMB2007
    • Place of Presentation
      横浜市
    • Year and Date
      2007-12-12
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] Heme Binding and Heme-mediated Oxidative Modification in Heme-regulated Proteins2007

    • Author(s)
      石森浩一郎
    • Organizer
      The 67th Okazaki Conference: Molecular Science and Chemical Biology of Biomolecular Function
    • Place of Presentation
      岡崎市
    • Year and Date
      2007-11-11
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] A novel heme-mediated oxidation mechanism of the iron response regulator2007

    • Author(s)
      C. Kitatsuji
    • Organizer
      The 17th Symposium on Roles of Metals in Biological Reactions, Biology and Medicine
    • Place of Presentation
      京都市
    • Year and Date
      2007-06-21
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] 自らを基質とする酸化酵素としてのヘム依存性制御蛋白質2007

    • Author(s)
      石森浩一郎
    • Organizer
      第7回蛋白質科学会年会
    • Place of Presentation
      仙台市
    • Year and Date
      2007-05-26
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] 転写因子Irrの機能を制御するヘム依存性自己酸化機構2007

    • Author(s)
      北辻千展
    • Organizer
      第7回蛋白質科学会年会
    • Place of Presentation
      仙台市
    • Year and Date
      2007-05-25
    • Related Report
      2007 Annual Research Report

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Published: 2006-04-01   Modified: 2018-03-28  

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