Structural and Functional analyses of iron-sulfur clusters biogenesis systems under the anaerobic conditions

2019 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 16H04754
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Research Field: Structural biochemistry
• Research Institution: University of Miyazaki
• Principal Investigator: Wada Kei 宮崎大学, 医学部, 准教授 (80379304)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 高橋 康弘 埼玉大学, 理工学研究科, 教授 (10154874) ; 藤田 祐一 名古屋大学, 生命農学研究科, 教授 (80222264) ; 福山 恵一 大阪大学, 工学研究科, 招へい研究員 (80032283)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2020-03-31
• Keywords: 鉄硫黄クラスター / 結晶構造

Outline of Final Research Achievements

Iron-sulfur (Fe-S) clusters are protein co-factor that are known to have extremely oxygen-labile nature. To elucidate the molecular mechanism involved in the Fe-S cluster biogenesis, in this proposal we focus on its core protein complex. We have been determined the crystal structure of the core complex, thereby the internal cavities were found. The mutagenesis in vivo assay and structural analyses implied that this cavity is probably play a role for the reservoir of iron and/or sulfur species for the de novo Fe-S cluster biosynthesis.

Free Research Field

構造生物化学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

鉄硫黄クラスターは、動物では呼吸、植物では光合成の中心を担う成分である。生物界において必須な役割を担う成分にも関わらず、いまだにこの生合成機構が明らかになっていない。この主な原因として、鉄硫黄クラスター自体が酸素に極端に不安定で、実験室では数秒～数分で崩壊してしまうことが挙げられる。本課題では、鉄硫黄クラスターの崩壊を防ぎながら、さまざまな実験方法を遂行し、これまでに分かっていなかったクラスター合成の材料の供給経路を明らかにできた。将来的にこれらの成果は、人間に副作用・悪影響がない抗生物質や除草剤の開発に繋がることが期待されている。