| 研究概要 |
われわれはシアノバクテリア由来のCnfUおよび2種のIscA蛋白質に関して、大腸菌における大量発現系から得られた、これらの精製蛋白質および、鉄-硫黄クラスターを受け取る側のアポ型の基質蛋白質を用いたin vitroにおける鉄-硫黄クラスター転移・再構成実験系を用いて、クラスター形成反応素過程の詳細な解析を進めた。特に、反応活性中心と思われるシスティンや保存性の高いアミノ酸残基に部位特異的変異を導入し、中間クラスター形成に影響を与えるもの、クラスターの保持に影響を与えるもの、クラスターの転移に影響を与えるもの、蛋白質相互作用に影響を与えるもの、等について詳細な解析を進めた。さらに、われわれは、らん藻のCnffU,IscAに相当するホモログ蛋白質が植物葉緑体に局在していることを明らかにした。また、単離葉緑体ストロマ画分にアポ型基質蛋白質に鉄-硫黄クラスターを挿入しホロ型鉄-硫黄蛋白質を形成させるような活性が存在することを証明しているが、この鉄-硫黄クラスター挿入活性が、葉緑体に存在するCnfU,IscA蛋白質のホモログとどう関連しているのかを明らかにする第一段階として、これらの蛋白質をコードする遺伝子について、シロイヌナズナのノックアウト植物体ラインの確立に成功した。特に葉緑体CnfUホモログのノックアウト植物では著しい矮小化が起こること、pale-greenの形質を示し、光化学系の構築にデフェクトが生じていることがわかっている。そこで、これらのデフェクトが、CnfUの機能のどのような働きと直接結びついているのか明らかにするために、変異体から調製した葉緑体を生化学的に詳細に解析した。一方、葉緑体IscA蛋白質のホモログのノックアウトでは、顕著な形質が現れないことが分かった。しかし、先のCnfUホモログのノックアウト株で、IscA蛋白質の存在量に著しい減少が観察され、IscAの機能維持にもCnfUが必要であることが示唆された。
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