赤痢アメーバにおける鉄硫黄タンパク質の生合成機構の解明

2004 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 16017307
• 研究機関: 群馬大学
• 研究代表者: 野崎 智義 群馬大学, 大学院・医学系研究科, 教授 (60198588)
• 研究分担者: VAHAB Ali 国立感染症研究所, 寄生動物部, 研究員 ; 高橋 康弘 大阪大学, 大学院・理学系研究科, 講師 (10154874)
• キーワード: アメーバ症 / 鉄硫黄クラスター / 病原機構 / 抗酸化機構 / 電子伝達 / NIF / システインデスルフラーゼ / 嫌気的代謝

研究概要

鉄硫黄クラスターは窒素固定・酸化還元・光合成・電子伝達などの重要な生物現象に関わる多くのタンパク質の活性中心を形成している。鉄硫黄クラスター生合成はNIF, ISC, SUFという3種類の独立した経路によって担われている。嫌気性寄生性原虫赤痢アメーバは真核生物では唯一その鉄硫黄クラスター生合成にNIF経路を利用している。我々はこれまでNIF経路の構成タンパク質である触媒コンポーネントNifSと足場コンポーネントNifUを同定し、その進化的位地・酵素学的な特異性を明らかにしてきた。本年度は、赤痢アメーバ原虫におけるNIF経路の細胞内局在と生理的な役割を明らかにするために、NIF経路を過剰発現した赤痢アメーバ形質転換の作成を試みた。エピソームシャトルベクターを用いてエピトープ付加したNifS, NifUを単独で或いは同時に、システインシンターゼプロモーター制御下で発現させるプラスミドを作成した。それぞれのタンパク質の発現をエピトープ或いはネイティブタンパク質を認識する抗体で確認したところ、外来性のタンパク質は内因性のタンパク質とほぼ同程度発現していることが確認された。次に、NIF経路の細胞内局在を免疫蛍光法によって確認したところ、NifS, NifUいずれも細胞質内に分散して存在し、ミトコンドリア・クロロプラストなどの特定の細胞内小器官への局在は見られなかった。赤痢アメーバと似た生物学的特質を有する嫌気的原虫トリコモナスやランブル鞭毛虫では、ミトコンドリア遺存オルガネラであるマイトソームにISC経路が局在することと併せて、鉄硫黄クラスター経路の種類と局在は嫌気性寄生性原虫種の間で多様性を示すことが明らかとなった。現在、過剰発現による表現型の変化について詳細な解析を行っている。また、ヘテロロガスな大腸菌のICS/SUF同時欠損変異株を用いて作成された赤痢アメーバNIFによる相補株を用いて赤痢アメーバNIF経路の酸素感受性の原因遺伝子を特定している。

研究成果

• [雑誌論文] Sulfur-containing amino acid metabolism in parasitic protozoa. (2005)
  • 著者名/発表者名: Nozaki, T., Ali, V., Tokoro, M.
  • 雑誌名: Adv.Parasitol. (in press)
• [雑誌論文] The genome of the protist parasite Entamoeba histolytica (2005)
  • 著者名/発表者名: Loftus, B., Anderson, L., Davies, R., Alismark, U.C.M., Samuelson, J., Amedeo, P., Roncaglia, P., Berriman, M., Hirt, R.P., Mann, B.J., Nozaki, T., Suh, B., Pop, M., Duchene, M., Ackers, J., Tannich, E., Leippe, M., Hofer, M, Bruchhaus, I., Willhoeft, U., Bhattacharya, A., Chillingworth, T., Churcher, C., Hance, Z., Harris, B., Harris, D., Jagels, K., Moule, S., Mungall, K., Ormond, D., Squares, R., Whitehead, S., Guillen, N., Gilchrist, C., Stroup, S.E., Bhattacharya, S., Lohia, A., Foster, P.G., Sicheritz-Ponten, T., Weber, C., Singh, U., Mukherjee, C., Petri, W.A.J., Clark, C.G., Embley, T.M., Barrell, B., Fraser, C.M., Hal, N.
  • 雑誌名: Nature (in press)
• [雑誌論文] Proteomic analysis of phagocytosis in the enteric protozoan parasite Entamoeba histolytica. (2005)
  • 著者名/発表者名: Okada, M., Huston, C.D., Mann, B.J., Petri, Jr., W.A., Kita, K., Nozaki, T.
  • 雑誌名: Eukaryot.Cell (in press)
• [雑誌論文] An Intestinal parasitic protist Entamoeba histolytica possesses a non-redundant NIF-like system for Iron-sulfur cluster assembly under anaerobic conditions. (2004)
  • 著者名/発表者名: Ali, V., Shigeta, Y., Tokumoto, U., Takahashi, Y., Nozaki, T.
  • 雑誌名: J.Biol.Chem. 279 ページ: 16863-16874
• [雑誌論文] Molecular and biochemical characterization of D-phosphoglycerate dehydrogenase from Entamoeba histolytica : a unique enteric protozoan parasite that possesses both phosphorylated and non-phosphorylated serine metabolic pathways. (2004)
  • 著者名/発表者名: Ali, V., Shigeta, Y., Hashimoto, T., Nozaki, T.
  • 雑誌名: Eur.J.Biochem 271 ページ: 2670-2681