2001 Fiscal Year Annual Research Report
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13125203
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (B)
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
江崎 信芳 京都大学, 化学研究所, 教授 (50135597)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
平竹 潤 京都大学, 化学研究所, 助教授 (80199075)
藤井 郁雄 生物分子工学研究所, 機能創製プロジェクト部門, 部長
吉村 徹 京都大学, 化学研究所, 助教授 (70182821)
畑 安雄 京都大学, 化学研究所, 助教授 (10127277)
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| Keywords | コンポジット生体触媒 / 鉄-硫黄クラスター / システインデルスフラーゼ / ピリドキサルリン酸 / 抗体酵素 |
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| Research Abstract |
本年度は、まず天然のコンポジット生体触媒と考えられ、呼吸や光合成における電子伝達などの機能を持つ鉄-硫黄クラスター形成機構について検討した。システインデスルフラーゼ(IscS)はL-システインから元素状の硫黄とL-アラニンを生成する反応を触媒する。その際、酵素の活性中心近傍に存在するループ上のシステイン残基が基質の硫黄を奪い、システインペルスルフィド中間体が生成する。この後、種々のタンパク質などにこの硫黄が転移し、最終的に鉄-硫黄クラスターなど様々な含硫化合物に硫黄が挿入される。一方、iscSと同じオペロン上にあり、鉄-硫黄クラスター形成に必須であるiscUの遺伝子産物(IscU)は、不安定で一時的な鉄-硫黄クラスターを持ち、同クラスター形成の足場となることが知られている。本研究では、iscSとiscUの共発現系の解析や、表面プラズモン共鳴により、IscSとIscUの間のタンパク質ムタンパク質相互作用の存在を明らかにした。さらに部位特異的変異などから、IscSとIscUが、IscSのCys328とIscUのCys63がジスルフィド結合を介して複合体を形成することを見いだした。以上の結果から、鉄-硫黄クラスター形成の初期過程では、(1)IscUとIscSはジスルフィド結合を介さず相互作用しており、(2)IscSがシステインを分解すると、IscSのループ上のCys328にペルスルフィドが形成され、(3)IscUのCys63とIscSのCys328の間にジスルフィドが生成するのに伴い、この硫黄が元素状硫黄として放出され(4)IscU上に鉄-硫黄クラスターが形成される、といった機構が考えられた。
本年度はまたピリドキサルリン酸誘導体をハプテンとした抗体酵素の作製も試みた。
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[Publications] Kato, S.: "Cys328 of IscS and Cys63 of IscU are the Sites of DisulfideBridge Formation in a Covalently-bound IscS/IscU Complex : Implication for the Mecbanism of lron-Sulfur Cluster Assembly"Proc. Natl. Acad. Sci., USA. (印刷中).
