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不安定な鉄硫黄クラスターの生合成を担う超分子マシナリーの作動機構

研究課題

研究課題/領域番号 24570148
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 機能生物化学
研究機関埼玉大学

研究代表者

高橋 康弘  埼玉大学, 理工学研究科, 教授 (10154874)

研究分担者 福山 恵一  大阪大学, 工学(系)研究科, 招聘研究員 (80032283)
研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015年度)
配分額 *注記
5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円)
2014年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2013年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2012年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
キーワード鉄硫黄タンパク質 / 鉄硫黄クラスター / 生合成 / マシナリー / 分子生物学
研究成果の概要

鉄硫黄(Fe-S)タンパク質のコファクターであるFe-Sクラスターの生合成には複雑な多成分酵素系(マシナリー)が関与している。本研究では、大腸菌の2種類の生合成マシナリー(ISCとSUF)についてin vivo機能解析と構造解析を進めることにより、以下の知見を得た。1) 大腸菌のイソプレノイド生合成経路を代謝改変することによってFe-Sクラスター生合成系の必須性を回避し、Fe-Sクラスターが無くても生きられることを見出した。2) 関連遺伝子群を自在に操作することによって、マシナリー成分の新たな特性を明らかにした。3) SUFマシナリーの中心成分SufBCD複合体の結晶構造を明らかにした。

報告書

(5件)
  • 2015 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2014 実施状況報告書
  • 2013 実施状況報告書
  • 2012 実施状況報告書
  • 研究成果

    (46件)

すべて 2016 2015 2014 2013 2012 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 2件、 査読あり 4件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (40件) (うち国際学会 1件、 招待講演 3件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Novel features of the ISC machinery revealed by characterization of Escherichia coli mutants that survive without iron-sulfur clusters2016

    • 著者名/発表者名
      Naoyuki Tanaka, Miaki Kanazawa, Keitaro Tonosaki, Nao Yokoyama, Tomohisa Kuzuyama, Yasuhiro Takahashi
    • 雑誌名

      Molecular Microbiology

      巻: 99 号: 5 ページ: 835-848

    • DOI

      10.1111/mmi.13271

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Functional Dynamics Revealed by the Structure of the SufBCD Complex, a Novel ATP-binding Cassette (ABC) Protein That Serves as a Scaffold for Iron-Sulfur Cluster Biogenesis.2015

    • 著者名/発表者名
      Hirabayashi K, Yuda E, Tanaka N, Katayama S, Iwasaki K, Matsumoto T, Kurisu G, Outten FW, Fukuyama K, Takahashi Y, Wada K.
    • 雑誌名

      Journal of Biological Chemistry

      巻: 290 号: 50 ページ: 29717-29731

    • DOI

      10.1074/jbc.m115.680934

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Response of FeeS cluster assembly machinery of Escherichia coli to mechanical stress in a model of amino-acid crystal fermentation2015

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Okutani, Takayoshi Iwai, Shintaro Iwatani, Kiyoshi Matsuno, Yasuhiro Takahashi, Toshiharu Hase
    • 雑誌名

      J. Biosci. Bioeng.

      巻: 未定 号: 3 ページ: 287-293

    • DOI

      10.1016/j.jbiosc.2015.01.011

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] The Radical S-Adenosyl-L-methionine Enzyme QhpD Catalyzes Sequential Formation of Intra-protein Sulfur-to-Methylene Carbon Thioether Bonds2015

    • 著者名/発表者名
      Tadashi Nakai, Hiroto Ito, Kazuo Kobayashi, Yasuhiro Takahashi, Hiroshi Hori, Motonari Tsubaki, Katsuyuki Tanizawa, and Toshihide Okajima
    • 雑誌名

      J. Biol. Chem.

      巻: 未定 号: 17 ページ: 11144-11166

    • DOI

      10.1074/jbc.m115.638320

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 鉄硫黄クラスターの生合成に特化したHsp70型分子シャペロンシステムの遺伝学的解析2016

    • 著者名/発表者名
      金澤美秋、田中尚志、松嶋夢叶、高橋康弘
    • 学会等名
      第10回日本ゲノム微生物学会年会
    • 発表場所
      東京工業大学 大岡山キャンパス(東京都)
    • 年月日
      2016-03-04
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 広がりゆく鉄硫黄タンパク質の世界2015

    • 著者名/発表者名
      高橋康弘
    • 学会等名
      BMB2015(第38回分子生物学会年会・第88回生化学会大会合同大会)
    • 発表場所
      神戸ポートアイランド(兵庫県神戸市)
    • 年月日
      2015-12-01
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 鉄硫黄クラスター生合成系の完全欠損変異株を用いたISCマシナリーの再検討2015

    • 著者名/発表者名
      田中 尚志、金澤 美秋、外崎 敬太郎、葛山 智久、高橋 康弘
    • 学会等名
      BMB2015(第38回分子生物学会年会・第88回生化学会大会合同大会)
    • 発表場所
      神戸ポートアイランド(兵庫県神戸市)
    • 年月日
      2015-12-01
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 鉄硫黄クラスター生合成系に関与する大腸菌フェレドキシン(Fdx)の機能残基および機能領域の解析2015

    • 著者名/発表者名
      外崎 敬太郎、田中 尚志、金澤 美秋、高橋 康弘
    • 学会等名
      BMB2015(第38回分子生物学会年会・第88回生化学会大会合同大会)
    • 発表場所
      神戸ポートアイランド(兵庫県神戸市)
    • 年月日
      2015-12-01
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 大腸菌鉄硫黄クラスター生合成におけるフェレドキシン(Fdx)の機能残基および機能領域の解析2015

    • 著者名/発表者名
      外崎敬太郎、田中尚志、高橋康弘
    • 学会等名
      第14 回微生物研究会
    • 発表場所
      明治大学生田キャンパス(神奈川県川崎市)
    • 年月日
      2015-10-31
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 大腸菌の鉄硫黄クラスター生合成欠損株の比較解析から判明した新たな特性2015

    • 著者名/発表者名
      金澤美秋、田中尚志、高橋康弘
    • 学会等名
      第14 回微生物研究会
    • 発表場所
      明治大学生田キャンパス(神奈川県川崎市)
    • 年月日
      2015-10-31
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 大腸菌の鉄硫黄クラスター生合成欠損 株の解析から新たに判明したISCマシ ナリーの特性2015

    • 著者名/発表者名
      金澤美秋、田中尚志、高橋康弘、葛山智久
    • 学会等名
      日本遺伝学会第87回大会
    • 発表場所
      東北大学川内北キャンパス(宮城県仙台市)
    • 年月日
      2015-09-24
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Genetic and Biochemical Analysis of IscU, a Central Component of Fe-S Cluster Biosynthesis Machinery2015

    • 著者名/発表者名
      Naoyuki Tanaka, Miaki Kanazawa, Tomohisa Kuzuyama, and Yasuhiro Takahashi
    • 学会等名
      RIKEN Symposium, “Metals in Biology” in Wako
    • 発表場所
      理化学研究所(埼玉県和光市)
    • 年月日
      2015-06-16
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 鉄硫黄クラスター生合成系の新たな遺伝学的解析2015

    • 著者名/発表者名
      金澤美秋、田中尚志、高橋康弘
    • 学会等名
      第12回21世紀大腸菌研究会
    • 発表場所
      琵琶湖グランドホテル・京近江(滋賀県大津市)
    • 年月日
      2015-06-04
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] イソプレノイド合成経路を代謝改変した大腸菌変異株における鉄硫黄クラスター生合成系の機能解析2015

    • 著者名/発表者名
      田中尚志、金澤美秋、葛山智久、朝井計、高橋 康弘
    • 学会等名
      日本農芸化学会2015年度大会
    • 発表場所
      岡山大学(岡山県岡山市)
    • 年月日
      2015-03-26 – 2015-03-29
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 鉄硫黄クラスターの生合成を担うISCマシナリーの構造と遺伝学的解析2015

    • 著者名/発表者名
      高橋康弘
    • 学会等名
      大阪大学蛋白質研究所セミナー
    • 発表場所
      大阪大学(大阪府吹田市)
    • 年月日
      2015-03-05
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 大腸菌鉄硫黄クラスター生合成系におけるフェレドキシン(Fdx)の機能領域の解析2014

    • 著者名/発表者名
      外崎敬太郎、田中尚志、高橋康弘
    • 学会等名
      日本農芸化学会関東支部2014年度支部大会
    • 発表場所
      埼玉大学(埼玉県さいたま市)
    • 年月日
      2014-10-18
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 超好熱細菌Aquifex aeolicusの鉄硫黄クラスター生合成系:新規なIscS-IscU-[2Fe-2S]複合体の形成2014

    • 著者名/発表者名
      山川 誠, 岩永 朋子, 平林 佳, 和田 啓, 福山 恵一, 高橋 康弘
    • 学会等名
      第87回日本生化学会大会
    • 発表場所
      京都国際会館(京都府京都市)
    • 年月日
      2014-10-15 – 2014-10-18
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 鉄硫黄クラスター生合成系(ISCマシナリー)におけるIscUの構造変換の意義2014

    • 著者名/発表者名
      田中 尚志, 松嶋 夢叶, 北村 整一, 和田 啓, 福山 恵一, 高橋 康弘
    • 学会等名
      第87回日本生化学会大会
    • 発表場所
      京都国際会館(京都府京都市)
    • 年月日
      2014-10-15 – 2014-10-18
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 超好熱菌Aquifex aeolicusの鉄硫黄クラスター生合成系ISC様マシナリーの解析2014

    • 著者名/発表者名
      山川 誠、岩永 朋子、平林 佳、和田 啓、高橋 康弘
    • 学会等名
      平成26年度日本生化学会関東支部例会
    • 発表場所
      茨城大学(茨城県水戸市)
    • 年月日
      2014-06-14
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 鉄硫黄クラスターの生合成におけるフェレドキシン(Fdx)の機能領域の解析2014

    • 著者名/発表者名
      外崎 敬太郎、田中 尚志、高橋 康弘
    • 学会等名
      平成26年度日本生化学会関東支部例会
    • 発表場所
      茨城大学(茨城県水戸市)
    • 年月日
      2014-06-14
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 鉄硫黄クラスターの生合成を担うISCマシナリーの機能解析2014

    • 著者名/発表者名
      田中 尚志、葛山 智久、高橋 康弘
    • 学会等名
      平成26年度日本生化学会関東支部例会
    • 発表場所
      茨城大学(茨城県水戸市)
    • 年月日
      2014-06-14
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Fe-S クラスターを持たなくても生存可能な大腸菌変異株を用いたFe-S クラスター生合成系の解析2014

    • 著者名/発表者名
      田中 尚志、葛山 智久、高橋 康弘
    • 学会等名
      第11回21世紀大腸菌研究会
    • 発表場所
      岩手県盛岡市ホテル大観
    • 年月日
      2014-06-05 – 2014-06-06
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] イソプレノイド生合成系を改変した大腸菌における鉄硫黄クラスター生合成 系の解析2014

    • 著者名/発表者名
      田中尚志、葛山智久、高橋康弘
    • 学会等名
      第8回日本ゲノム微生物学会年会
    • 発表場所
      東京農業大学(東京都)
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 大腸菌の鉄硫黄クラスター生合成系(SUFマシナリー)におけるSufBの機能解析2014

    • 著者名/発表者名
      湯田瑛樹、佐藤喬之、田中尚志、葛山智久、高橋康弘
    • 学会等名
      第8回日本ゲノム微生物学会年会
    • 発表場所
      東京農業大学(東京都)
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 枯草菌の鉄硫黄クラスター生合成系:合成生物学的アプローチによる必須オペ ロンの破壊と置換2014

    • 著者名/発表者名
      横山奈央、野中ちひろ、田中尚志、葛山智久、朝井計、髙橋康弘
    • 学会等名
      第8回日本ゲノム微生物学会年会
    • 発表場所
      東京農業大学(東京都)
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Mutational analysis of IscU revealed novel functional residues2013

    • 著者名/発表者名
      N. Tanaka1, T. Masako, K. Wada, K. Fukuyama, T. Kuzuyama, and Y. Takahashi
    • 学会等名
      7th International Conference on Iron-Sulfur Cluster Biogenesis and Regulation
    • 発表場所
      University of South Carolina, USA
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] X-ray crystallographic analysis of a noncanonical cysteine desulfurase from the hyperthermophile, Aquifex aeolicus2013

    • 著者名/発表者名
      Kei Hirabayashi, Tomoko Iwanaga, Makoto Yamakawa, Naoyuki Tanaka, Keiichi Fukuyama, Yasuhiro Takahashi, and Kei Wada
    • 学会等名
      7th International Conference on Iron-Sulfur Cluster Biogenesis and Regulation
    • 発表場所
      University of South Carolina, USA
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 蛋白質複合体間の会合状態変換が生み出す鉄硫黄クラスターの合成基盤2013

    • 著者名/発表者名
      平林 佳、長坂 雄太、佐藤 喬之、
片山 寿美枝、岩崎 憲治、福山 恵一、 高橋 康弘、和田 啓
    • 学会等名
      第14回日本蛋白質科学会年会
    • 発表場所
      ワークピア横浜(神奈川県)
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] イソプレノイド生合成系を改変した大腸菌変異株における、鉄硫黄クラスター生合成系の機能解析2013

    • 著者名/発表者名
      田中尚志、葛山智久、高橋康弘
    • 学会等名
      第10回21世紀大腸菌研究会
    • 発表場所
      ラフォーレ修善寺(静岡県)
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 枯草菌の鉄硫黄クラスター生合成オペロン破壊株の構築2013

    • 著者名/発表者名
      野中ちひろ、横山奈央、田中尚志・葛山智久、朝井計、高橋康弘
    • 学会等名
      2013 年度 グラム陽性菌ゲノム機能会議
    • 発表場所
      筑波山江戸屋(茨城県)
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 枯草菌鉄硫黄クラスター生合成系におけるSufU の機能解析2013

    • 著者名/発表者名
      坂本琴望、大橋由香里、塩田正晴、田中尚志、朝井計、高橋康弘
    • 学会等名
      2013 年度 グラム陽性菌ゲノム機能会議
    • 発表場所
      筑波山江戸屋(茨城県)
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 鉄硫黄クラスター合成装置のダイナミックな構造変化2013

    • 著者名/発表者名
      平林 佳, 長坂 雄太, 佐藤 喬之, 片山 寿美枝, 岩崎 憲治, 福山 恵一, 高橋 康弘, 和田 啓
    • 学会等名
      第86回日本生化学会大会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(神奈川県)
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 鉄硫黄クラスター生合成系の中心成分IscUへの変異導入とin vivo機能解析2013

    • 著者名/発表者名
      田中 尚志, 和田 啓, 福山 恵一, 葛山 智久, 高橋 康弘
    • 学会等名
      第86回日本生化学会大会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(神奈川県)
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Structural and in vitro Functional Studies of IscU, a Central Component of the Iron-Sulfur Cluster (ISC) Biosynthesis Machinery2013

    • 著者名/発表者名
      Yasuhiro Takahashi
    • 学会等名
      International Mini-Symposium on Biochemistry and Bioinorganic Chemistry of the Nitrogenase Active Sites
    • 発表場所
      名古屋大学 (愛知県)
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 鉄硫黄クラスターの生合成系を完全に欠失したバクテリア変異株の構築2013

    • 著者名/発表者名
      田中尚志、横山奈央、野中ちひろ、坂本琴望、朝井計、葛山智久、高橋康弘
    • 学会等名
      「細胞を創る」研究会 6.0
    • 発表場所
      慶應義塾大学鶴岡(山形県)
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 鉄硫黄クラスター生合成系NIFマシナリーの機能解析2013

    • 著者名/発表者名
      葛西隆之、田中尚志、高橋康弘
    • 学会等名
      第12回微生物研究会
    • 発表場所
      東京電機大学(東京都)
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 超好熱菌Aquifex aeolicusの鉄硫黄クラスター生合成系、ISC様マシナリーの解析2013

    • 著者名/発表者名
      山川誠、岩永朋子、平林佳、和田啓、高橋康弘
    • 学会等名
      第12回微生物研究会
    • 発表場所
      東京電機大学(東京都)
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 鉄硫黄クラスターをつくれない枯草菌:必須オペロンの破壊と変異株の性質2013

    • 著者名/発表者名
      横山奈央、野中ちひろ、田中尚志、葛山智久、朝井計、高橋康弘
    • 学会等名
      第12回微生物研究会
    • 発表場所
      東京電機大学(東京都)
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 鉄硫黄クラスターのde novo合成を支える、脱硫黄酵素IscSを中心としたISC蛋白質群の相互作用2012

    • 著者名/発表者名
      平林佳
    • 学会等名
      第12回蛋白質科学会年会
    • 発表場所
      名古屋国際会議場
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] 鉄硫黄クラスターの新規形成を担うIscUタンパク質のin vivo機能解析:クラスター近傍の必須残基の役割2012

    • 著者名/発表者名
      田中尚志
    • 学会等名
      第12回蛋白質科学会年会
    • 発表場所
      名古屋国際会議場
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] 枯草菌鉄硫黄クラスター生合成系の遺伝学的解析2012

    • 著者名/発表者名
      高橋康弘
    • 学会等名
      第85回日本生化学会大会
    • 発表場所
      福岡国際会議場
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] キノヘムプロテイン・アミン脱水素酵素の生合成に必須なペプチド分子内チオエーテル架橋形成酵素の機能解析2012

    • 著者名/発表者名
      中井忠志
    • 学会等名
      第85回日本生化学会大会
    • 発表場所
      福岡国際会議場
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] 鉄硫黄クラスター合成系 ISC マシナリーを支えるタンパク質間相互作用の構造生物学的研究2012

    • 著者名/発表者名
      平林佳
    • 学会等名
      第85回日本生化学会大会
    • 発表場所
      福岡国際会議場
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] イソプレノイド合成系を改変した大腸菌変異株における鉄硫黄クラスター生合成系ISCマシナリーの機能解析2012

    • 著者名/発表者名
      田中尚志
    • 学会等名
      第85回日本生化学会大会
    • 発表場所
      福岡国際会議場
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [備考] 分子統御研究室ホームページ

    • URL

      http://park.saitama-u.ac.jp/~tougyo/

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書 2014 実施状況報告書
  • [備考] 分子統御研究室ホームページ

    • URL

      http://www.molbiol.saitama-u.ac.jp/tougyo/

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書

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公開日: 2013-05-31   更新日: 2019-07-29  

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