2003 Fiscal Year Annual Research Report

鉄イオン標的タンパク質(Fur)の機能と構造解析

Research Project

Project/Area Number	14780514
Research Institution	Yokohama City University
Principal Investigator	TAME J.R.H. 横浜市立大学, 総合理学研究科, 教授 (00336588)
Keywords	蛋白質 / X線結晶構造解析 / 生物物理
Research Abstract	鉄元素は生物にとって欠くことのできない成分であるが、鉄(III)イオンは生理的pH条件ではほとんど水に溶けない。そこでバクテリアは、周囲の環境から鉄を吸収するための精巧なシステムを細胞内に発達させている。多くの病原性バクテリアは、鉄イオンの有無を毒素生産の制御スイッチとして使っている。また、大腸菌の内部では、鉄イオン取り込み調節タンパク質(ferric Iron Uptake Regulator, Fur)が、30以上もの遺伝子発現を制御している。鉄イオン存在条件下で、このタンパク質は特定のDNA配列に結合し、その下流の遺伝子発現を抑制することが知られている。Fur相同タンパク質は、結核菌や淋菌をはじめとした多くのグラム陽性菌、陰性菌も持っていることがわかっている。Fur相同タンパク質の立体構造に関する報告はほとんど無い。Furタンパクは、病原菌の毒素発現システムと、鉄イオン吸収システムの両方で、中心的な役割を果たしているが、哺乳類には類似タンパク質は存在しない。だから、Furタンパクは、薬剤設計の標的として適していると言える。今回、Furに類似したNikAと呼ばれる蛋白質の結晶構造解析に成功した。NikAはABCトランスポーターファミリーでニッケルイオン結合蛋白質として働いている。バクテリアのペリプラズム層で、ニッケルイオンの初期結合蛋白質および受け渡し役を担っていて、バクテリアの金属イオン濃度による走化性反応を引き起こしている。NikAの高分解能立体構造を、ニッケルイオンのあり、なしの両方の条件で決定したところ、他のペリプラズム層蛋白質と同様の蛋白質全体の構造変化が確認された。しかし、ニッケルイオンと蛋白質の直接の結合が存在しないなど、今までに見つかっている蛋白質には見られない特徴があった。NikAは、ニッケルイオンにのみ結合能力を持っている。

Research Products

(6 results)

All Other

All Publications (6 results)

[Publications] Heddie J, Scott DJ, Unzai S, Park SY, Tame JR.: "Crystal structures of the liganded and unliganded nickel-binding protein NikA from Escherichia coli."Journal of Biological Chemistry.. 278(50). 50322-50329 (2003)
[Publications] Wada, T., Kuzuyama, T., Satoh, S., Kuramitsu, S., Yokoyama, S., Unzai, S., Tame, J.R.H., Park, S.Y.: "Crystal structure of 4-(cytidine 5'-diphospho)-2-C-methyl-D-erythritol kinase, an enzyme in the non-mevalonate pathway of isoprenoid synthesis"Journal of Biological Chemistry. 278. 30022-30027 (2003)
[Publications] Handa, N., et al.: "Crystal structure of the conserved protein TT1542 from Thermus thermophilus HB8."Protein Science. 12. 1621-1632 (2003)
[Publications] Adachi, S., Park, S.Y., Tame, J.R.H., Shiro, Y., Shibayama, N.: "Direct observation of photolysis-induced tertiary structural changes in hemoglobin."Proc.Natl.Ac.Sci.USA. 100. 7039-7044 (2003)
[Publications] H.Kishida, et al.: "The crystal structure and catalytic mechanism of 2-C-methyl-D-erythritol 2,4-cyclodiphosphate (MECDP) synthase, an enzyme in the nonmevalonate pathway of isoprenoid synthesis"Acta Crystallog.. D59. 23-31 (2003)
[Publications] T.Wada, et al.: "Structure of a conserved CoA-binding protein synthesized a cell-free system"Acta Crystallog.. D59. 1213-1218 (2003)

2003 Fiscal Year Annual Research Report

鉄イオン標的タンパク質(Fur)の機能と構造解析

Principal Investigator

TAME J.R.H. 横浜市立大学, 総合理学研究科, 教授 (00336588)

Research Products

[Publications] Heddie J, Scott DJ, Unzai S, Park SY, Tame JR.: "Crystal structures of the liganded and unliganded nickel-binding protein NikA from Escherichia coli."Journal of Biological Chemistry.. 278(50). 50322-50329 (2003)

[Publications] Handa, N., et al.: "Crystal structure of the conserved protein TT1542 from Thermus thermophilus HB8."Protein Science. 12. 1621-1632 (2003)

[Publications] Adachi, S., Park, S.Y., Tame, J.R.H., Shiro, Y., Shibayama, N.: "Direct observation of photolysis-induced tertiary structural changes in hemoglobin."Proc.Natl.Ac.Sci.USA. 100. 7039-7044 (2003)

[Publications] H.Kishida, et al.: "The crystal structure and catalytic mechanism of 2-C-methyl-D-erythritol 2,4-cyclodiphosphate (MECDP) synthase, an enzyme in the nonmevalonate pathway of isoprenoid synthesis"Acta Crystallog.. D59. 23-31 (2003)

[Publications] T.Wada, et al.: "Structure of a conserved CoA-binding protein synthesized a cell-free system"Acta Crystallog.. D59. 1213-1218 (2003)