鉄硫黄クラスター合成を担う多成分コア複合体の作動機構と分子ダイナミズムの構造基盤

• 研究課題/領域番号: 21770112
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 構造生物化学
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 和田 啓 大阪大学, 大学院・理学研究科, 助教 (80379304)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2010
• 研究課題ステータス: 完了 (2010年度)
• 配分額: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円); 2010年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2009年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
• キーワード: 鉄硫黄クラスター / X線結晶構造解析 / ATP分解酵素 / SUFマシナリー / ISCマシナリー

研究概要

本研究では、鉄硫黄クラスター合成に関わるSufCとSufDが安定な二成分の複合体を形成することを初めて見出し、この複合体の立体構造を決定した。複合体の形成により、SufCでは大きな構造変化が起き、ATPの結合/加水分解に適した活性型に変化することを明らかにした。さらに、SufCは複合体中でATP依存的に二量体化することを変異導入と架橋実験により実証した。これらの成果から、鉄硫黄クラスター合成機構の作動モデルを提唱した。

研究成果

• [雑誌論文] Expression, purification and preliminary X-ray crystallographic analysis of the cyanobacterial biliverdin reductase (2011)
  • 著者名/発表者名: Watanabe, A., Hirata, K., Hagiwara, Y., Yutani, Y., Sugishima, M., Yamamoto, M., Fukuyama, K., Wada K.
  • 雑誌名: Acta Crystallograph.Sect.F Struct.Biol.Cryst.Commun. 巻: F67 ページ: 313-317
  • 査読あり
• [雑誌論文] 鉄硫黄クラスター生合成マシナリーの構造と作動機構 (2010)
  • 著者名/発表者名: 和田啓, 福山恵一, 高橋康弘
  • 雑誌名: 化学と生物 Vol48, No.12 ページ: 831-838
  • NAID: 10027728980
• [雑誌論文] 鉄硫黄クラスター生合成マシナリーの構造生物学 (2010)
  • 著者名/発表者名: 和田啓
  • 雑誌名: 日本結晶学会誌 52 ページ: 174-183
  • NAID: 10026512601
  • 査読あり
• [雑誌論文] 超分子マシナリーが担う鉄硫黄クラスターの生合成 (2010)
  • 著者名/発表者名: 高橋康弘、和田啓、福山恵一
  • 雑誌名: 生化学 Vol 82, no.2 ページ: 139-142
  • NAID: 10026300548
• [雑誌論文] 鉄硫黄クラスター生合成マシナリーの構造生物学 (2010)
  • 著者名/発表者名: 和田啓
  • 雑誌名: 日本結晶学会誌 巻: 82 ページ: 174-183
  • NAID: 10026512601
  • 査読あり
• [雑誌論文] One residue substitution in PcyA leads to unexpected changes in tetrapyrrole substratebinding (2010)
  • 著者名/発表者名: Wada, K., et al.
  • 雑誌名: Biochem.Biophys.Res.Commun. 巻: 402 ページ: 373-377
  • 査読あり
• [雑誌論文] 鉄硫黄クラスター生合成マシナリーの構造と作動機構 (2010)
  • 著者名/発表者名: 和田啓, 福山恵一, 高橋康弘
  • 雑誌名: 化学と生物 巻: 48 ページ: 373-377
  • NAID: 10027728980
• [雑誌論文] Crystal structure of the halotolerant γ-glutamyltranspeptidase from Bacillus subtilis in complex with glutamate reveals its unique architecture of the solvent-exposed catalytic pocket (2010)
  • 著者名/発表者名: Kei Wada, et al.
  • 雑誌名: FEBS Journal 277 ページ: 1000-1009
  • 査読あり
• [雑誌論文] 超分子マシナリーが担う鉄硫黄クラスターの生合成 (2010)
  • 著者名/発表者名: 高橋康弘、和田啓、福山恵一
  • 雑誌名: 生化学 82 ページ: 139-142
  • NAID: 10026300548
• [雑誌論文] Molecular Dynamism of Fe-S Cluster Biosynthesis Implicated by the Structure of the SufC_2-SufD_2 Complex. (2009)
  • 著者名/発表者名: Wada, K., Sumi, N., Nagai, R., Iwasaki, K., Sato, T., Suzuki, K., Hasegawa, Y., Kitaoka, S., Minami, Y., Outten, W., F., Takahashi, Y., Fukuyama, K
  • 雑誌名: K.J.Mol.Biol. 387 ページ: 245-258
  • 査読あり
• [雑誌論文] Molecular Dynamism of Fe-S Cluster Biosynthesis Implicated by the Structure of the SufC_2-SufD_2 Complex (2009)
  • 著者名/発表者名: Kei Wada, et al.
  • 雑誌名: Journal of Molecular Biology 387 ページ: 245-258
  • 査読あり
• [学会発表] 鉄硫黄クラスター生合成系における硫黄の供給メカニズム解明に向けた構造生物学的アプローチ (2010)
  • 著者名/発表者名: 平林佳、中嘉孝、高橋康弘、福山恵一、和田啓
  • 学会等名: 第33回日本分子生物学会第83回日本生化学会合同大会
  • 発表場所: 神戸ポートアイランド
  • 年月日: 2010-12-10
• [学会発表] 鉄硫黄クラスター生合成系における硫黄の供給メカニズム解明に向けた構造生物学的アプローチ (2010)
  • 著者名/発表者名: 平林佳、中嘉孝、高橋康弘、福山恵一、和田啓
  • 学会等名: 第33回日本分子生物学会年会第83回日本生化学会年会合同大会
  • 発表場所: 神戸ポートピアアイランド(神戸国際展示場)
  • 年月日: 2010-12-10
• [学会発表] 鉄硫黄クラスターのde novo合成を担うISCタンパク質群の複合体解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 平林佳、岩永朋子、高橋康弘、福山恵一、和田啓
  • 学会等名: 日本結晶学会平成22年度年会
  • 発表場所: 大阪大学コンベンションセンター
  • 年月日: 2010-12-03
• [学会発表] 鉄硫黄クラスターのde novo合成を担うISCタンパク質群の複合体解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 平林佳、岩永朋子、高橋康弘、福山恵一、和田啓
  • 学会等名: 日本結晶学会年会 創立60周年記念大会
  • 発表場所: 大阪大学コンベンションセンター
  • 年月日: 2010-12-03
• [学会発表] 超好熱菌Aquifex aeolicusの鉄硫黄クラスター生合成に関わる中核成分、脱硫黄酵素IscSと中間体クラスター形成蛋白質IscUの相互作用 (2010)
  • 著者名/発表者名: 平林佳、中嘉孝、高橋康弘、福山恵一、和田啓
  • 学会等名: 第10回蛋白質科学会年会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター
  • 年月日: 2010-06-17
• [学会発表] 超好熱菌Aquifex aeolicusの鉄硫黄クラスター生合成に関わる中核成分、脱硫黄酵素IscSと中間体クラスター形成蛋白質IscUの相互作用 (2010)
  • 著者名/発表者名: 平林佳、中嘉孝、高橋康弘、福山恵一、和田啓
  • 学会等名: 第10回日本蛋白質科学会年会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター
  • 年月日: 2010-06-17
• [学会発表] 鉄硫黄クラスター生合成マシナリーの構造生物学, (2009)
  • 著者名/発表者名: 和田啓
  • 学会等名: 平成21年度日本結晶学会年会[進歩賞受賞講演]
  • 発表場所: 関西学院大学
  • 年月日: 2009-12-06
• [学会発表] 鉄硫黄クラスター生合成マシナリーの構造生物学 (2009)
  • 著者名/発表者名: 和田啓
  • 学会等名: 日本結晶学会(進歩賞受賞講演)
  • 発表場所: 関西学院大学(兵庫)
  • 年月日: 2009-12-06
• [学会発表] 鉄硫黄クラスター生合成に関わるSUF蛋白質群の構造・機能解析 (2009)
  • 著者名/発表者名: 和田啓、高橋康弘、福山恵一
  • 学会等名: 特定領域研究「生体超分子」第6回公開シンポジウム
  • 発表場所: 千里ライフサイエンスセンター
  • 年月日: 2009-12-01
• [学会発表] 鉄硫黄クラスター生合成に関わるSUF蛋白質群の構造・機能解析 (2009)
  • 著者名/発表者名: 和田啓、高橋康弘、福山恵一
  • 学会等名: 特定領城研究「生体超分子」第6回公開シンポジウム
  • 発表場所: 千里ライフサイエンスセンター(大阪)
  • 年月日: 2009-12-01
• [学会発表] Structural Studies on the Fe-S Cluster-bound Holo-form of IscU. (2009)
  • 著者名/発表者名: Takahashi, Y., Shimomura, Y., Wada, K., Fukuyama, K.
  • 学会等名: Iron-Sulfur Cluster Biogenesis and Regulation Conference,
  • 発表場所: Geogia, USA
  • 年月日: 2009-09-01
• [学会発表] Crystal Structure of the SufC2-SufD2 Complex : Implications for Dynamic Rearrangement During Fe-S cluster Biosynthesis. (2009)
  • 著者名/発表者名: Wada, K., Sumi, N., Nagai, R., Iwasaki, K., Sato, T. Suzuki, K., Nagasaka, Y., Minami., Y., Outten, F.W., Takahashi, Y., Fukuyama., K.
  • 学会等名: Iron-Sulfur Cluster Biogenesis and Regulation Conference
  • 発表場所: Geogia, USA
  • 年月日: 2009-09-01
• [学会発表] Crystal Structure of the SufC_2-SufD_2 Complex : Implications for Dynamic Rearrangement During Fe-S cluster Biosynthesis (2009)
  • 著者名/発表者名: Kei Wada, et al.
  • 学会等名: Iron-Sulfur Cluster Biogenesis and Regulation Conference
  • 発表場所: The University of Georgia (アメリカ)
  • 年月日: 2009-09-01
• [学会発表] 鉄硫黄クラスターの生合成に関与する大腸菌SufCD複合体の構造解析 (2009)
  • 著者名/発表者名: 和田啓、鷲見法香、北岡伸太郎、高橋康弘、福山恵一
  • 学会等名: 第9回日本蛋白質科学会年会
  • 発表場所: 熊本全日空ホテルニュースカイ
  • 年月日: 2009-05-21
• [備考] ホームページ
  • URL: http://www.bio.sci.osaka-u.ac.jp/%7Ekeiwada/index.htm
• [備考]
  • URL: http://www.dma.jim.osaka-u.ac.jp/kg-portal/aspI/RX0011D.asp?UNO=18665&page=
• [備考]
  • URL: http://www.dma.jim.osaka-u.ac.jp/kg-portal/acpI/RX0011D.asp?UNO=18665&seq=69662