Heme-dependent phosphorylation of ChrSA from Corynebacterium diphtheriae

• Project/Area Number: 19570143
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Research Field: Functional biochemistry
• Research Institution: The Institute of Physical and Chemical Research
• Principal Investigator: NAKAMURA Hiroo The Institute of Physical and Chemical Research, 城生体金属科学研究室, 専任研究員 (80270594)
• Project Period (FY): 2007 – 2008
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2008)
• Budget Amount: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000); Fiscal Year 2008: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000); Fiscal Year 2007: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
• Keywords: 細胞情報伝達機構 / ヘム / リン酸化酵素 / センサー / 膜タンパク質 / 鉄 / 病原菌 / 二成分情報伝達系 / 再構成 / ヒスチジンキナーゼ

Research Abstract

ジフテリア病原菌が宿主であるヒト血液のヘム濃度を感知するためのセンサーの候補遺伝子と考えられているのがchrSAである。本研究ではchrS遺伝子がコードする膜タンパク質ChrSを組み換え大腸菌細胞膜から界面活性剤で可溶化、精製し、脂質膜リポソームに再構成した。再構成したChrSタンパク質はヘム依存的に自己リン酸化されることが示され、このタンパク質がヘムを感知するセンサー機能を持つことを世界で初めて明らかにした。

Research Products

• [Journal Article] Separation of phosphoprotein isotypes having the same number of phosphate groups using phosphate-affinity SDS-PAGE (2008)
  • Author(s): Kinoshita, E., Kinoshita-Kikuta, E., Matsubara, M., Yamada, S., Nakamura, H., Shiro, Y., Aoki, Y., Okita, K., and Koike, T.
  • Journal Title: Proteomics 8 Pages: 2994-3003
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Separation of phosphoprotein isotypes having the same number of phosphate groups using phosphate-affinity SDS-PAGE (2008)
  • Author(s): Kinoshita, E
  • Journal Title: Proteomics 8 Pages: 2994-3003
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] FTIR study on the hydrogen bond structure of a key tyrosine residue in the flavin-binding blue light sensor TePixD from Thermosynechococcus elongatus (2007)
  • Author(s): Takahashi, R., Okajima, K., Suzuki, H., Nakamura, H., Ikeuchi, M., and Noguchi, T.
  • Journal Title: Biochemistry 46 Pages: 6459-6467
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Separation of a phosphorylated-His protein using phosphate-affinity polyacrylamide gel electrophoresis (2007)
  • Author(s): Yamada, S., Nakamura, H., Kinoshita, E., Kinoshita-Kikuta, E., Koike, T., and Shiro, Y.
  • Journal Title: Anal. Biochem. 360 Pages: 160-162
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] FTIR study on the hydrogen bond structure of a key tyrosine residue in the flavin-binding blue light sensor TePixD from Thermosynechococcus elongatus. (2007)
  • Author(s): Takahashi, R
  • Journal Title: Biochemistry 46 Pages: 6459-6467
  • Peer Reviewed
• [Presentation] リポソームに機能的再構成したジフテリア菌ヘムセンサーキナーゼChrSのヘム結合と自己リン酸化 (2008)
  • Author(s): 伊藤陽子, 中村 寛夫
  • Organizer: 第31回日本分子生物学会年会、第81回日本生化学会大会 合同大会(口頭、ポスター)
  • Place of Presentation: 神戸 日本
• [Presentation] ジフテリア病原菌の細胞膜にあるヘムセンサーと鉄利用 (2008)
  • Author(s): 中村 寛夫
  • Organizer: 第31回日本分子生物学会年会、第81回日本生化学会大会 合同大会 (シンポジウム細菌情報伝達ネットワークとドラッグターゲットにて口頭)
  • Place of Presentation: 神戸 日本
• [Presentation] Separation of phosphoprotein isotype with the same phosphate stoichiometry using phosphate affinity SDS-PAGE (2008)
  • Author(s): Eiji Kinoshita, Emiko Kinoshita, Mamoru Matsubara, Seiji Yamada, Hiro Nakamura, Yoshitsgu Shiro, Yuri Aoki, Kouki Okita
  • Organizer: 第31回日本分子生物学会年会、第81回日本生化学会大会 合同大会(口頭、ポスター)
  • Place of Presentation: 神戸 日本
• [Presentation] Characterization of a membrane bound heme sensor kinase, ChrS, from Corynebacterium diphtheriae (2008)
  • Author(s): Nakamura H.
  • Organizer: Gordon Research Conferences on Sensory Transduction in Microorganisms
  • Place of Presentation: Ventura, USA
• [Presentation] ジフテリア病原菌の細胞膜にあるヘムセンサーと鉄利用 (2008)
  • Author(s): 中村寛夫
  • Organizer: 第31回日本分子生物学会年会、第81回日本生化学会大会 合同大会(シンポジウム口頭)
  • Place of Presentation: 神戸
• [Presentation] リポソームに機能的再構成したジフテリア菌ヘムセンサーキナーゼChrSのヘム結合と自己リン酸化 (2008)
  • Author(s): 伊藤陽子
  • Organizer: 第31回日本分子生物学会年会、第81回日本生化学会大会 合同大会(ポスター、口頭)
  • Place of Presentation: 神戸
• [Presentation] ジフテリア菌のヘムセンシングの分子基盤 (2007)
  • Author(s): 中村 寛夫
  • Organizer: 分子研研究会ヘム代謝に関わる酵素の分子科学
  • Place of Presentation: 岡崎 日本
• [Presentation] ヒスチジンキナーゼThkA触媒ドメイン-ヌクレオチド結合型の結晶構造解析 (2007)
  • Author(s): 小林 美紀, 山田 斉爾, 杉本 宏, 中村寛夫, 城 宜嗣
  • Organizer: 第7回日本蛋白質科学会年会
  • Place of Presentation: 仙台 日本
• [Presentation] 二成分系酸素センサー蛋白質の分子内,分子間情報伝達機構 (2007)
  • Author(s): 城 宜嗣, 山田 斉爾, 菊地 晶裕, 城 宜嗣, 山田 斉爾, 菊地 晶裕, 中村 寛夫
  • Organizer: 第7回日本蛋白質科学会年会
  • Place of Presentation: 仙台 日本
• [Presentation] ジフテリア菌細胞膜にあるヘムセンサータンパク質の機能的再構成 (2007)
  • Author(s): 中村 寛夫
  • Organizer: 第34回 生体分子科学討論会
  • Place of Presentation: 仙台 日本
• [Presentation] ヒスチジンキナーゼThkAにおけるATP結合サイトの構造変化 (2007)
  • Author(s): 小林 美紀, 山田 斉爾, 杉本 宏, 中村 寛夫, 城 宜嗣
  • Organizer: 第30回日本分子生物学会年会、第80回日本生化学会大会 合同大会
  • Place of Presentation: 横浜 日本
• [Presentation] ジフテリア菌のヘム感知系レスポンスレギュレーターのリン酸基受容とDNA結合 (2007)
  • Author(s): 小林 ゆき野, 斉藤正男, 城 宜嗣, 中村 寛夫
  • Organizer: 第30回日本分子生物学会年会、第80回日本生化学会大会 合同大会
  • Place of Presentation: 横浜 日本
• [Presentation] ジフテリア菌ヘムセンサーキナーゼのリポソームへの機能的再構成 (2007)
  • Author(s): 駒形文子, 斉藤正男, 城 宜嗣, 中村 寛夫
  • Organizer: 第30回日本分子生物学会年会、第80回日本生化学会大会 合同大会
  • Place of Presentation: 横浜 日本
• [Presentation] Crystal structure of histidine kinase and response regulator complex: insight into regulatory mechanism of oxygen sensor FixL (2007)
  • Author(s): Yamada S, Kobayashi M, Sugimoto H, Nakamura H, Shiro Y
  • Organizer: 13th International Conference on Biological Inorganic Chemistry
  • Place of Presentation: Vienna Austria