2007 Fiscal Year Annual Research Report
酸化ストレスをセンサーとする鉄イオウクラスターを持つ転写因子の制御機構の解明
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19570128
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
小林 一雄 Osaka University, 産業科学研究所, 助教 (30116032)
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| Keywords | 転写因子 / 酸化ストレス / DNA / 鉄イオウクラスター / 酸化還元 / X線結晶解析 |
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| Research Abstract |
本研究ではバクテリアにおけるSoxRの多様な生理機能を分子レベルで解明することを目的として、構造生物学的手法による研究として、X線構造解析により大腸菌SoxRのO_2-を感知するメカニズムや酸化還元によりおこる構造変化と、機能発現を原子レベルで解明し、これら転写因子の共通するメカニズムを明らかにした。SoxR-DNAの複合体では2.8Å、SoxRでは3.2Åの分解能の結果が得られ、以下その結果を要約する。
1)全体の構造はバクテリアの水銀解毒に働く転写因子であるMerR familyとよく似た構造を示し、センサー部位である鉄イオウクラスタードメイン、DNA結合ドメイン、ダイマー生成ドメインから成ることが分かった。
2)DNAが結合すると,DNA結合ドメイン約9°,鉄イオウクラスターが約6°外側に傾き、全体として大きく構造変化した。
3)酸化ストレスセンサー部位である鉄イオウクラスターは完全に溶媒に露出し、非対称の環境にあり、もう一方のサブユニットと相互作用し安定化している。この非対称の環境の酸化還元によりタンパク質の構造変化とプロモーターとの相互作用が変化すると考えられる。
3)SoxRに結合したDNAはワトソン-クリック相互作用を保持したまま折れ曲がり、20塩基の長さが1塩基分だけ短くなり、その結果転写が活性化される。
以上のX線構造解析により大腸菌SoxRの酸化ストレスを感知する機構および酸化還元によりおこる構造変化を解明した。
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