2006 Fiscal Year Annual Research Report
生体機能制御に関与する気体分子センサータンパク質の構造と機能
| Project/Area Number |
16370065
|
|---|
| Research Institution | Inter-University Research Institute, National Institutes of Natural Sciences |
|---|
Principal Investigator |
青野 重利 大学共同利用機関法人自然科学研究機構(岡崎共通研究施設), 岡崎統合バイオサイエンスセンター, 教授 (60183729)
|
|---|
| Keywords | センサータンパク質 / ヘムタンパク質 / 一酸化炭素センサー / 酸素センサー / 転写調節因子 / 走化性制御系 |
|---|
| Research Abstract |
本研究では、一酸化炭素を生理的なエフェクターとする新規な転写調節因子CooA、酸素に対する走化性制御系において酸素センサーとして機能するシグナルトランスデューサータンパク質HemATを主な研究対象とし、これら気体分子センサータンパク質の構造機能相関の解明を目的として研究を行った。
CooAに関する研究では、好熱性一酸化炭素酸化細菌Carboxydothermus hydrogenoformans由来のCooAホキログ(Ch-CooA)の結晶化ならびに構造解析に成功した。得られたイミダゾール結合型Ch-CooAはホモダイマー構造を有しており、二つのサブユニットは対象な構造を有していることが分かつた。サブユニット中のヘム含有センサードメインとDNA結合ドメインは、折れ曲がったヒンジ領域で連結されたベント型コンフォメーションをとっていた。DNA結合ドメイン中に存在する認識ヘリックスは分子表面には露出しておらず、分子内部に存在していることから、イミダゾール結合型Ch-CooAは不活性型の構造であることが分かった。生理的なエフェクターである一酸化炭素が結合するのと同じ場所にイミダゾールが結合しているにも拘らず、イミダゾール結合型Ch-CooAは不活性型であるのは、ヘムに結合したイミダゾールとN末から5残基目の主鎖カルボニル酸素が水素結合を形成し、外部配位子結合に伴うヘムの動きを阻害しているためであると推定される。
HemATに関する研究では、通常の共鳴ラマンスペクトル、および時間分解共鳴ラマンスペクトルを用い、気体分子がヘムに配位した後に誘起されるヘム周辺の局所構造変化を解析することにより、HemATによる選択的酸素センシングの分子機構解明を行つた。その結果、生理的なエフェクターである酸素がヘムに結合した場合にのみ、特徴的な水素結合ネットワークの形成が誘起されることが分かった。
|
