Molecular evolution of ferritin: Role of electric charges on iron storage function

铁蛋白的分子进化：电荷对铁存储功能的作用

• 批准号: 21K06116
• 负责人: 池口 雅道
• 金额: $ 2.25万
• 依托单位: Soka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K06116/
• 关键词: フェリチン; 正味電荷; 鉄; 大腸菌; アオサ; 珪藻; 緑色硫黄細菌; 鉄貯蔵; アセンブリ; フェリチン; 正味電荷; 鉄; 大腸菌; アオサ; 珪藻; 緑色硫黄細菌; 鉄貯蔵; アセンブリ

フェリチンは24個のポリペプチドが球殻状に集合したタンパク質で、２価鉄を酸化し、ミネラル化した酸化鉄を球殻内部に貯蔵する。フェリチンが持つ負電荷とそれによって作られる球殻内部の電位勾配がフェリチンの鉄取り込み機能にどのように影響しているのかを明らかにすることを目的として、大腸菌フェリチン（EcFtn）の球殻外側表面に位置し、サブユニット間の相互作用に関与していない１～４残基のグルタミン（Gln）をグルタミン酸（Glu）に置換したQE1～QE4変異体、同様に１～４残基のGluをGlnに置換したEQ1～EQ4変異体（これらを総称して正味電荷変異体と呼ぶ）を作製し、その鉄取り込み機能を調べた。鉄酸化活性、鉄取り込み量ともに、各正味電荷変異体と野生型EcFtnに大きな差は見られなかった。またEcFtnよりも理論正味電荷数（負の電荷を持つ可能性があるアスパラギン酸とグルタミン酸の残基数から正の電荷を持つリジン、アルギニンの残基数減じた数）が大きい、アオサUlva pertusフェリチン（UpFtn）、珪藻 Pseudo-nitzschia multiseriesフェリチン（PmFtn）、緑色硫黄細菌 Chlorobaculum tepidum フェリチン（CtFtn）の遺伝子を合成あるいは譲渡を受け、大腸菌で発現、精製した。UpFtn、PmFtn、CtFtnのいずれも20 mMリン酸緩衝液（pH 7）や50 mM Tris緩衝液（pH 8）の低イオン強度条件で24量体を維持しており、真正細菌 Thermotoga maritima や古細菌 Archaeoglobus fulgidus のフェリチンのように低イオン強度下で解離して静電的な反発を回避する戦略は取っていないようである。

铁蛋白是一种蛋白质，其中以球形壳的形式收集24个多肽，氧化二价铁并将矿化的氧化铁储存在球形壳中。为了澄清它们产生的铁蛋白的负电​​荷以及它们产生的球形外壳内的潜在梯度会影响铁蛋白的铁吸收功能，我们创建了一个位于大肠杆菌铁蛋白（ECFTN）的外表面上的QE1-QE4突变体（ECFTN）（ECFTN）的外表面，并在1-4居住和互动中均与1-4种子中的互动相互作用，并在1-4的相互作用中，在1-4时，残基被刺（集体称为净电荷突变体）代替，并检查了其铁摄取功能。在铁氧化活性和铁吸收中，净电荷突变体和野生型ECFTN之间没有显着差异。此外，绿色硫细菌的基因Ulva ulva特性铁蛋白（UPFTN），硅藻伪nitzschia多层铁蛋白（PMFTN）和绿色硫细菌叶绿素甲曲霉铁蛋白（Tepidum）铁蛋白（CTFTN），这些（ctftn）具有更大的净值（比理性的净值），该数字比拟定的数字（均为拟定的净值）。 ECFTN合成或转移，并在大肠杆菌中表达和纯化。在20 mM磷酸盐缓冲液（pH 7）和50 mM Tris缓冲液（pH 8）中，UPFTN，PMFTN和CTFTN在低离子强度条件下保持了24Mer，并且似乎没有采用一种策略来分化低离子强度下的静电抑制，并避免了eubacterial therebacterialoga maritoga maritima或bulfylob and themitima and thebulob and the bylob anf bulfyla bylob and bulfyla。