| 研究概要 |
我々は近年、Fc-Sクラスター(Fe-S蛋白質のコファクター)の形成に必須な二種の独立した大腸菌マシナリー(ISCとSUF)を明らかにした。残る重要課題は構造と機能、反応機構の解明である。マシナリーの個々の成分がどのような役割を演じているのか?また、複数の成分がどのように調和してマシナリーとしての機能を発揮するのか?二種類の合成系の存在意義と合わせて、分子レベルで詳しく理解する必要がある。本基盤研究では、以下の成果を得た。
1.大腸菌のISCとSUF、好熱菌Aquifex aeolicusのISC、好熱性古細菌Sulfolobus tokodaiiのSUFマシナリーの構成成分について、各々単独、または複合体として発現させ、大腸菌変異株の相補実験と並行して、精製と機能解析を進めた。SufB+SufC+SufDが複合体を形成することを見出し、さらにサブユニットの入れ替えを含むダイナミックな構造変換を行うことを明らかにした。またSufDについては、構造情報(下記)に基づいて種々の変異を導入し、機能的に重要な部位を同定した。一方、AquifexのIscUが意外にもFe-Sクラスター中間体を結合した状態で精製できることを見出し、変異を導入することによってさらに中間体の安定化を達成した。
2.上記精製タンパク質(複合体)の結晶化を試み、大腸菌のYfhJ(IscX)に続いて、SufA, SufC, SufDの構造決定に成功した。SufAの二量体では4残基のシステインが近接する機能部位の実体、SufCではATPase活性と構造変換を共役させ得るドメイン間の塩橋、SufDではβ-helix二量体という重要な構造を、次々に明らかにすることができた。一方、SulfolobusのSufC+SufD複合体についても良質の結晶を得ることができた。
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