一酸化炭素センサーとして働く転写制御ヘムタンパク質の構造解析

2008 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 18770093
• Research Institution: University of Hyogo
• Principal Investigator: 小森 博文 University of Hyogo, 大学院・生命理学研究科, 助教 (30382261)
• Keywords: X線結晶構造解析 / 転写制御 / 一酸化炭素センサー / ヘムタンパク質

Research Abstract

生物は環境に適応するために外界のシグナルを受容し、生体内へ伝達する仕組みを持っている。一酸化炭素(CO)をエネルギー源として生育する嫌気性微生物Carboxydo thermus hydrogenoformansは、CO代謝にかかわる一連のタンパク質の発現を制御するシステムをもっており、そのなかでCooAタンパク質はCO依存的にDNAの転写を制御する役割を担っている。CooAは221アミノ酸残基からなるヘムタンパク質であり、二量体として機能する。COによりその機能が制御されているため、CooAタンパク質の機能発現およびCOによるDNA転写制御においては、分子中に含まれるヘムが重要な役割を果たしていると推定されるものの、その詳細な分子機構は明らかにされていない。本研究の目的は、ヘムによるCOセンシングと詳細な転写制御機構を明らかにすることである。昨年度、CO非結合型のCh-CooA結晶構造を決定した。その結果、COの結合が引き金となり、CooAタンパク質のドメインが大きく構造変化する活1生化機構が予想された。本年度は、CO結合型CooAのNMRによる構造解析を行うために、同位体標識されたCO結合型CooAサンプルの調整を試みた。まず、最小培地にビタミンや5-アミノレブリン酸などを加えることによって、ヘムを持ったCh-CooAホロタンパク質の発現、精製条件の検討を行った。その結果、2^Hと<15>^Nの同位体でラベルしたサンプルを精製することに成功した。そのサンプルを用いて二次元スペクトルを測定したところ、高次構造が維持されていることを確認した今後、三重標識サンプルを調整して、NMR解析を進める予定。