ヒトの鉄イオン輸送システムの作動原理と生体内鉄動態の解明

• 研究課題/領域番号: 24687015
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 一部基金
• 研究分野: 構造生物化学
• 研究機関: 国立研究開発法人理化学研究所
• 研究代表者: 杉本 宏 国立研究開発法人理化学研究所, 放射光科学総合研究センター, 専任研究員 (90344043)
• 研究協力者: 冨樫 ひろ美 ; 浦野 健 ; 八島 奈美 ; 武田 英恵 ; Mauk Grant A.
• 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: 27,300千円 (直接経費: 21,000千円、間接経費: 6,300千円); 2015年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円); 2014年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円); 2013年度: 13,260千円 (直接経費: 10,200千円、間接経費: 3,060千円); 2012年度: 7,930千円 (直接経費: 6,100千円、間接経費: 1,830千円)
• キーワード: 金属タンパク質 / 鉄イオン / 金属イオン / ヘム / トランスポーター / X線 / 結晶

研究成果の概要

ヒトの十二指腸の細胞の刷子縁膜に発現している非ヘム鉄の輸送に関与する膜タンパク質の大量調製方法を確立し、機能・構造解析を行った。鉄還元酵素の反応の初期段階となるアスコルビン酸による酵素分子内のヘムの還元反応について、ストップドフロー装置を用いて反応速度論的解析を行い、野生型と変異体の解析の比較によってアスコルビン酸結合部位を同定した。また、鉄還元酵素を脂質キュービック相（LCP）法によって結晶化を行い、X線結晶構造解析に成功した。

研究成果

• [国際共同研究] University of British Columbia(カナダ)
• [雑誌論文] Crystal Structure of Response Regulator ChrA in the Heme-Sensing Two-Component System of Corynebacterium diphtheriae (2015)
  • 著者名/発表者名: A. Doi, H. Nakamura, Y. Shiro, H. Sugimoto
  • 雑誌名: Acta Crysll. F 巻: 71 号: 8 ページ: 966-971
  • DOI: 10.1107/s2053230x15009838
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Structural basis for the transcriptional regulation of heme homeostasis in Lactococcus lactis (2012)
  • 著者名/発表者名: H. Sawai
  • 雑誌名: J. Biol. Chem. 巻: 287 号: 36 ページ: 30755-30768
  • DOI: 10.1074/jbc.m112.370916
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structural Basis for Oxygen Sensing and Signal Transduction of the Heme-Based Sensor Protein Aer2 from Pseudomonas aeruginosa (2012)
  • 著者名/発表者名: H. Sawai, H. Sugimoto, Y. Shiro, H. Ishikawa, Y. Mizutani, S. Aono
  • 雑誌名: Chem. Commun 巻: 48 号: 52 ページ: 6523-6525
  • DOI: 10.1039/c2cc32549g
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structural Basis for Nitrous Oxide Generation by Bacterial Nitric Oxide Reductases (2011)
  • 著者名/発表者名: Y.Shiro, H.Sugimoto, T.Tosha, S.Nagano, T.Hino
  • 雑誌名: Philosophical Transactions of the Royal Society B 巻: 00 号: 1593 ページ: 1-9
  • DOI: 10.1098/rstb.2011.0310
  • 査読あり
• [学会発表] Stopped-flow kinetic analysis of human duodenal cytochrome b561 (2015)
  • 著者名/発表者名: Hanae Takeda, Hiromi Togashi, Tetsunari Kimura, Grant Mauk, Hiroshi Sugimoto, Yoshitsugu Shiro
  • 学会等名: International Chemical Congress of Pacific Basin Societies (PACIFICHEM 2015)
  • 発表場所: アメリカ, ホノルル, Hawaii Convention Center
  • 年月日: 2015-12-15
  • 国際学会
• [学会発表] ヒト由来Dcytbによる非ヘム鉄還元反応の速度論解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 冨樫ひろ美、武田英恵、木村哲就、Grant A. Mauk、杉本宏、城宜嗣
  • 学会等名: 第38回日本分子生物学会年会、第88回日本生化学会大会 合同年会
  • 発表場所: 兵庫県神戸市神戸国際会議場
  • 年月日: 2015-12-01
• [学会発表] ヒト由来鉄還元酵素Dcytbの機能解析と結晶化 (2015)
  • 著者名/発表者名: 冨樫ひろ美、武田英恵、木村哲就、Grant A. Mauk、杉本宏、城宜嗣
  • 学会等名: 平成27年度日本結晶学会年会
  • 発表場所: 大阪府堺市大阪府立大学
  • 年月日: 2015-10-17
• [学会発表] ヒト由来鉄還元酵素Dcytbの反応速度論解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 武田英恵、冨樫ひろ美、木村哲就、Grant Mauk、杉本宏、城宜嗣
  • 学会等名: 第9回バイオ関連科学シンポジウム
  • 発表場所: 熊本県熊本市熊本大学
  • 年月日: 2015-09-10
• [学会発表] ヒト由来鉄還元酵素DcytbのStopped-Flow法による機能解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 武田英恵、冨樫ひろ美、木村哲就、Grant Mauk、杉本宏、城宜嗣
  • 学会等名: 第15回日本蛋白質科学会年会
  • 発表場所: 徳島県徳島市あわぎんホール
  • 年月日: 2015-06-24
• [学会発表] ヒトの鉄吸収に関与する膜タンパク質Dcytbの結晶化と鉄還元反応に関する研究 (2015)
  • 著者名/発表者名: 冨樫ひろ美, 武田英恵, 杉本 宏, G. Mauk, 城 宜嗣
  • 学会等名: 第15回日本蛋白質科学会年会
  • 発表場所: 徳島県徳島市あわぎんホール
  • 年月日: 2015-06-24
• [学会発表] Stopped-flow Analysis on the Reaction of Ascorbate with Duodenal Cytochrome b561 (2015)
  • 著者名/発表者名: Hanae Takeda, Hiromi Togashi, Tetsunari Kimura, Grant A. Mauk, Hiroshi Sugimoto, Yoshitsugu Shiro
  • 学会等名: Metals in Biology in Wako
  • 発表場所: 埼玉県和光市理化学研究所
  • 年月日: 2015-06-16
  • 国際学会
• [学会発表] 鉄吸収に関与するヒト由来Cytochrome b561の電子伝達機構の解明 (2014)
  • 著者名/発表者名: 冨樫 ひろ美, 杉本 宏, Grant Mauk, 城 宜嗣
  • 学会等名: 第27回生物無機化学夏季セミナー
  • 発表場所: 兵庫県姫路市 円教寺会館
  • 年月日: 2014-08-29 – 2014-08-31
• [学会発表] ヒト由来鉄還元タンパク質Dcytbの分子内電子移動反応に関する研究 (2014)
  • 著者名/発表者名: 冨樫 ひろ美, 杉本 宏, Grant Mauk, 城 宜嗣
  • 学会等名: 第14回日本蛋白質科学会年会
  • 発表場所: 神奈川県横浜市 ワークピア横浜
  • 年月日: 2014-06-25 – 2014-06-27
• [学会発表] ヒトの鉄吸収に関わる膜タンパク質Dcytbの電子伝達機構の解明 (2014)
  • 著者名/発表者名: 冨樫 ひろ美, 杉本 宏, Grant Mauk, 城 宜嗣
  • 学会等名: 分子システム研究第3回春季研究会
  • 発表場所: 滋賀県彦根市 かんぽの宿彦根
  • 年月日: 2014-04-24 – 2014-04-25
• [学会発表] Transmembrane Electron Transfere by Human Duodenal cytochrome b (2013)
  • 著者名/発表者名: 冨樫ひろ美, 杉本 宏, Grant Mauk, 城 宜嗣
  • 学会等名: 第86回生化学大会
  • 発表場所: 横浜、パシフィコ横浜
• [学会発表] Reaction mechanism of indoleamine 2,3-dioxygenase revealed by crystallo graphic and spectroscopic analysis (2012)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Sugimoto
  • 学会等名: 13th Symposium of the International Study Group of Tryptophan Research
  • 発表場所: Masonic Centre (Sydney, Australia)(招待講演)
  • 年月日: 2012-11-08