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2020 年度 実績報告書

新規な遷移金属含有型センサータンパク質の構造機能相関解明

研究課題

研究課題/領域番号 17H03093
研究機関大学共同利用機関法人自然科学研究機構(新分野創成センター、アストロバイオロジーセンター、生命創成探究

研究代表者

青野 重利  大学共同利用機関法人自然科学研究機構(新分野創成センター、アストロバイオロジーセンター、生命創成探究, 生命創成探究センター, 教授 (60183729)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2021-03-31
キーワードセンサータンパク質 / ヒドロゲナーゼ / 鉄硫黄クラスター
研究実績の概要

本年度は、新規なセンサータンパク質として、Fe-Ni二核金属錯体をセンサー活性部位とする水素センサータンパク質Regulatory Hydrogenase の生合成反応機構の解明に関する研究の一環として、HypXにより生合成されたCOを利用し、ヒドロゲナーゼの活性中心の構成要素であるFe(CN)2CO錯体の生合成に関与するアクセサリータンパク質HypC、HypDの結晶構造解明を行った。
HypCは、HypDと安定な複合体を形成して鉄錯体構築の足場タンパク質として機能する。AaHypCは5本のbetaシートから構成されたalphaバレルと長いC末端alphaヘリックスから構成されていた。AaHypCのbetaバレルのN末端側は塩基性アミノ酸や主鎖のアミノ基が分子表面に集まり、正電荷に富んでいた。この領域はHypDと共に鉄錯体結合ポケットを形成することが示唆されており、ヒドロゲナーゼ生合成に関与する他のアクセサリータンパク質との相互作用に関与していると推定される。
HypDは[4Fe-4S]型鉄硫黄クラスターを有するタンパク質で、HypCと共にFe(CN)2CO錯体構築の足場となる。結晶化スクリーニングの結果、16 % PEG3350、0.1 M クエン酸緩衝液 pH5.6、1 mM DTTを結晶化溶液とする条件で、蒸気拡散法によりAaHypDの結晶化に成功した。AaHypDの結晶は空間群P212121に属し、格子定数はa=60.7、 b=61.9、 c=96.8だった。すでに結晶構造が報告されている古細菌Thermococcus kodakaraensis由来のHypD (TkHypD) をサーチモデルとする分子置換法により、AaHypDの結晶構造を 1.9 Å分解能で決定した。

現在までの達成度 (段落)

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2021 2020

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (2件) (うち招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Heme controls the structural rearrangement of its sensor protein mediating the hemolytic bacterial survival2021

    • 著者名/発表者名
      Nishinaga Megumi、Sugimoto Hiroshi、Nishitani Yudai、Nagai Seina、Nagatoishi Satoru、Muraki Norifumi、Tosha Takehiko、Tsumoto Kouhei、Aono Shigetoshi、Shiro Yoshitsugu、Sawai Hitomi
    • 雑誌名

      Communications Biology

      巻: 4 ページ: 467

    • DOI

      10.1038/s42003-021-01987-5

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Structural Characterization of Y29F Mutant of Thermoglobin from a Hyperthermophilic Bacterium Aquifex aeolicus2021

    • 著者名/発表者名
      Muraki Norifumi、Takeda Kouta、Nam Dayeon、Muraki Megumi、Aono Shigetoshi
    • 雑誌名

      Chemistry Letters

      巻: 50 ページ: 603~606

    • DOI

      10.1246/cl.200879

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Use of a Ferritin L134P Mutant for the Facile Conjugation of Prussian Blue in the Apoferritin Cavity2021

    • 著者名/発表者名
      Ikenoue Yuta、Tahara Yuhei、Miyata Makoto、Nishioka Takanori、Aono Shigetoshi、Nakajima Hiroshi
    • 雑誌名

      Inorganic Chemistry

      巻: 60 ページ: 4693~4704

    • DOI

      10.1021/acs.inorgchem.0c03660

    • 査読あり
  • [学会発表] NiFe型ヒドロゲナーゼの活性中心形成に必要なCO生合成反応の分子機構2021

    • 著者名/発表者名
      青野重利
    • 学会等名
      日本農芸化学会大会2021
    • 招待講演
  • [学会発表] 水素代謝酵素の活性中心に必須な一酸化炭素を生合成する分子機構2020

    • 著者名/発表者名
      村木則文
    • 学会等名
      日本農芸化学会中部支部第188回例会
    • 招待講演

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公開日: 2021-12-27  

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