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ミトコンドリア膜を介した鉄の恒常性維特に関与するABC輸送体の構造・機能解析

研究課題

研究課題/領域番号 17048033
研究種目

特定領域研究

配分区分補助金
審査区分 生物系
研究機関首都大学東京

研究代表者

伊藤 隆  首都大学東京, 大学院理工学研究科, 教授 (80261147)

研究期間 (年度) 2005 – 2006
研究課題ステータス 完了 (2006年度)
配分額 *注記
6,400千円 (直接経費: 6,400千円)
2006年度: 3,100千円 (直接経費: 3,100千円)
2005年度: 3,300千円 (直接経費: 3,300千円)
キーワードABC輸送体 / ミトコンドリア / ヘム / ABCB6 / NMR / 膜蛋白質 / ミトコンドリア病 / ATP結合 / 鉄の恒常性
研究概要

酸化的リン酸化反応を担う蛋白質には活性中心に鉄原子を持つものが多いことから,ミトコンドリア機能の維持のためには,ミトコンドリア膜を介した鉄の輸送が重要である.しかし,過度の鉄の蓄積はヒドロキシラジカルの生成を促し,最終的にミトコンドリア機能を失わせる.
ヒトABCB6は酵母ATM1ホモログとして同定されたABC輸送体である.ABCB6の機能はごく最近になって解明され,ヘム前駆体をミトコンドリア内に取り込むことによって鉄の恒常性維持に関与していることが明らかになった.また,ミトコンドリア病の原因遺伝子の可能性も考えられる.
ABCB6のC末端ABCドメイン(ABCB6-C,285残基,31kDa)については,apo型およびADP結合型とも,主鎖NMRシグナルが全体の約25%の残基について観測されないことが,昨年度までの解析によって判明していた.また,これらの残基はABCドメイン間で保存されている重要な領域に局在していることから,活性発現に重要な何らかの動的構造多形の存在が示唆されていた.この動的構造多形性を確認するために,主鎖^1H^<-15>N相関クロスピーク強度のpH依存性,温度依存性,磁場依存性の解析を行なった.解析の結果,C末端約20残基にはアミドプロトンと水との早い交換が観測されたものの,そのほかの領域では動的構造多形性の存在が明らかになった.これは,既報の古細菌ABCドメインMJ1267の^<15>N緩和解析結果とも一致しており,ABC輸送体が共通に持つ性質と結論付けられる.また,この動的構造多形性がABCドメインと膜貫通ドメインの問のシグナル伝達機構を担っている可能性も強く示唆される.以上の結果に加えて,ABCB6-Cのモデル構造の検証と精密化のために,残余双極子カップリングの測定,および選択的プロトン標識試料を用いたNOE解析,ATP結合型ABCB6-Cについても解析も行った.

報告書

(2件)
  • 2006 実績報告書
  • 2005 実績報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2007 2006 2005

すべて 雑誌論文 (7件) 図書 (2件)

  • [雑誌論文] Backbone ^1H, ^<13>C and ^<15>N assignments of a 59 kDa Salmonella typhimurium periplasmic oligopeptide binding protein, OppA2007

    • 著者名/発表者名
      Kaori Kurashima-Ito
    • 雑誌名

      Biomolecular NMR Assignments (印刷中)

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] In-cell NMR spectroscopy of proteins inside Xenopus laevis oocytes2006

    • 著者名/発表者名
      Tomomi Sakai
    • 雑誌名

      Journal of Biomolecular NMR 36

      ページ: 179-188

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Identification of the RecR Toprim domain as the binding site for both RecF and RecO. A role of RecR in RecFOR assembly at double-stranded DNA-single-stranded DNA junctions.2006

    • 著者名/発表者名
      Masayoshi Honda
    • 雑誌名

      Journal of Biological Chemistry 281

      ページ: 18549-18559

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Heteronuclear multidimensional NMR and homology modelling studies of the C-terminal nucleotide-binding domain of the human mitochondrial ABC transporter ABCB62006

    • 著者名/発表者名
      Kaori Kurashima-Ito
    • 雑誌名

      Journal of Biomolecular NMR (印刷中)

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Design of λ Cro fold : solution structure of a monomeric variant of the de novo protein2005

    • 著者名/発表者名
      Yasuhiro Isogai
    • 雑誌名

      Journal of Molecular Biology 354

      ページ: 801-814

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Solution structure of the C-terminal transcriptional activator domain of FixJ from Sinorhizobium meliloti and its recognition of the fixK promoter2005

    • 著者名/発表者名
      Kaori Kurashima-Ito
    • 雑誌名

      Biochemistry 44

      ページ: 14835-14844

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Backbone ^1H, ^<13>C, and ^<15>N assignments of a 56 kDa E. coli nickel binding protein NikA2005

    • 著者名/発表者名
      Sundaresan Rajesh
    • 雑誌名

      Journal of Biomolecular NMR 32

      ページ: 177-177

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [図書] 「FIDのサンプリングとデータ処理」第5版 実験化学講座 8 NMR・ESR2006

    • 著者名/発表者名
      伊藤 隆(共著)
    • 総ページ数
      572
    • 出版者
      丸善
    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [図書] 生命秩序を担う生体超分子 蛋白質・核酸・酵素 2005年8月号増刊2005

    • 著者名/発表者名
      伊藤 隆(共著)
    • 総ページ数
      1404
    • 出版者
      共立出版
    • 関連する報告書
      2005 実績報告書

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公開日: 2005-04-01   更新日: 2018-03-28  

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