鉄硫黄クラスター形成に関与する蛋白質の構造生物学的研究

Research Project

Project/Area Number	04J08161
Research Category	Grant-in-Aid for JSPS Fellows
Allocation Type	Single-year Grants
Section	国内
Research Field	Structural biochemistry
Research Institution	Osaka University
Research Fellow	下村喜充大阪大学, 理学研究科, 特別研究員(DC2)
Project Period (FY)	2004 – 2005
Project Status	Completed (Fiscal Year 2005)
Budget Amount *help	¥1,900,000 (Direct Cost: ¥1,900,000) Fiscal Year 2005: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000) Fiscal Year 2004: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Keywords	鉄硫黄クラスター / 構造生物学 / ISC
Research Abstract	鉄硫黄(Fe-S)クラスターは数個の非ヘム鉄と無機硫黄からなる蛋白質コファクターで、さまざまな生命活動において主要な働きをしている。細胞内でのFe-Sクラスター形成を担うISC蛋白質群のうち、IscUはin vitroで酸素に対して不安定なFe-Sクラスターを結合することが知られており、Fe-Sクラスター形成の足場として機能すると考えられている。本研究では、Fe-Sクラスターが結合した状態でのIscUの結晶構造解析を行い、Fe-Sクラスターがこの蛋白質の内部でどのように組み立てられ、どのように標的蛋白質に受け渡されるのか理解することを目的としている。超好熱菌Aquifex aeolicus由来のIscUを大腸菌で発現させ、Fe-Sクラスターが結合した状態で精製することに成功した。また、このIscUにFe-Sクラスター安定化変異(D38A)を導入し、同様に発現、精製を行った。ところが、これらの試料のFe-Sクラスターは酸素存在下では数日間のうちに壊れてしまい、このまま結晶化に用いるのは不適当であった。そこで、酸素が存在しない条件下で実験を行うことができる嫌気性チャンバーを使用し、Fe-Sクラスターを安定に保ちながらD38A変異型IscUの精製、結晶化スクリーニングを行った。その結果、Fe-Sクラスター特有の色を呈した結晶を得ることに成功した。SPring-8の放射光を用いて、分解能2.7ÅまでのIscU結晶のX線回折強度を、鉄原子の異常分散を考慮した波長で測定した。