古細菌コハク酸脱水素酵素複合体の構造機能解析

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11169237
• Research Institution: Nippon Medical School
• Principal Investigator: 岩崎 俊雄 日本医科大学, 医学部, 講師 (40277497)
• Keywords: 古細菌 / コハク酸脱水素酵素 / 呼吸鎖複合体II

Research Abstract

古細菌スルホロバスのコハク酸脱水素酵素複合体は、4つのサブユニットSdhA,B,C,Dからなり、高い耐熱性を有する。まず、全遺伝子配列決定と系統解析から、SdhA,Bがミトコンドリア・真正細菌型であり、SdhCがメタン菌フマル酸 : チオール酸化還元酵素サブユニットのホモログ、SdhDが新規タンパクであることを見出した。次いで、古細菌コハク酸脱水素酵素複合体の結晶構造および分子・原子レベルにおける構造機能解析を目的とし、sdhA-D,sdhAB,sdhB,sdhC,sdhD遺伝子の大腸菌発現系をそれぞれ構築した。その結果、SdhCについては大量発現に成功し、これが鉄および亜鉛を結合し、少なくとも[2Fe-2S]クラスターを有することを見出した。 SdhCは立体構造未知なため、発現酵素を用いた結晶化に着手した。一方、sdhB遺伝子全長を含むコンストラクトは全て封入体となり、残念ながらシャペロニンGroELSやチオレドキシンとの共発現系によっても状況が改善されなかった。現在sdhA-D及びsdhB遺伝子の大腸菌発現系改変を試みている。
また、本研究と関連して、他のいくつかの酸化還元酵素についても、電子スピン共鳴・X線吸収スペクトル法による分光学的解析を行い、論文として発表した。

Research Products

• [Publications] Iwasaki, T.: "Respiratory complex II from the thermoacidophilic archaeon, Sulfolobus sp. Strain 7 : genes and protein"Flavins and Flavoproteins 1999. 779-781 (1999)
• [Publications] Iwasaki, T.: "Modulation of the remote heme site geometry of recpmbinant mouse neuronal nitric-oxide synthase by the N-terminal hook region"J. Biol. Chem.. 274. 7705-7713 (1999)
• [Publications] Iwasaki, T.: "Characterization of mouse nNOS2, a natural variant of neuronal nitric-oxide synthase produced in the central nervous system by selective alternative splicing"J. Biol. Chem.. 274. 17559-15766 (1999)
• [Publications] Cosper, N. J.: "Structural conservation of the isolated zinc site in archaeal zinc-containing ferredoxins as revealed by X-ray absorption spectroscopic analysis and its evolutionary implications"J. Biol. Chem.. 274. 23160-23168 (1999)
• [Publications] Hori, H: "Inhibition of neuronal nitric oxide synthase by phosphatidylinositol 4, 5-bisphosphate and phosphatidic acid"J. Biochem.. 126. 829-837 (1999)
• [Publications] 堀 弘幸: "NO合成酵素の構造と機能"医学のあゆみ. 188(13). 1113-1115 (1999)