含硫黄・含セレンバイオファクターの構造形成を司る類縁酵素群の構造・機能・役割分担

控制含硫和含硒生物因子结构形成的相关酶的结构、功能和角色共享

基本信息

批准号：
12780470
负责人：
栗原達夫
金额：
$ 1.41万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
2000
资助国家：
日本
起止时间：
2000 至 2001
项目状态：
已结题

项目摘要

同族元素の硫黄とセレンは、鉄硫黄クラスター、チアミン、ビオチン、セレノシステイン残基などの構成元素として生体内で必須の役割を果たす。これらの生合成には、システイン・セレノシステインからの硫黄・セレン脱離が共通の初発反応として含まれ、硫黄・セレンをターゲット分子に転移するタンパク質など種々の因子の関与によって分子構築が実現する。本研究では、初発反応を触媒するシステインデスルフラーゼとセレノシステインリアーゼについて、構造と機能を解析した。セレノシステインに高い特異性を有する大腸菌CsdBと、基質アナログであるプロパルギルグリシンの複合体の結晶構造を2.8Aの分解能で解析し、プロパルギルグリシンがピリドキサールリン酸とシッフ塩基を介して結合した構造を明らかにした。大腸菌IscSは、システインからの硫黄脱離を触媒し、鉄硫黄クラスター形成における硫黄供給系として機能する。硫黄原子はIscSのCys328上にペルスルフィドの形で受け取られた後、IscUに転移し、最終的には鉄硫黄クラスターに取り込まれる61scSからIscUへ硫黄が転移する過程では、IscSとIscUが複合体を形成する。この複合体中で、IscSのCys328とIscUのCys63がジスルフィド結合を形成していることを明らかにした。また、IscUがIscsののシステインデスルフラーゼ活性を促進し、この活性化にIscuのcys63が必須であることを見いだした。以上の結果から、ペルスルフィドを形成したIscSのCys328のγ位硫黄をIscUのCys63が攻撃することで基質システイン由来の硫黄がIscSから遊離し、IscUに転移するものと考えられた。

家族元素的硫和硒在人体中起着成分元素的作用，例如铁硫簇，chiamine，biotin和sereno -cysteine残留物。这些生物合成包括在硫中，半胱氨酸塞雷诺半胱氨酸作为常见初始反应，并且通过参与各种因子的参与，例如将硫和硒转移至靶分子的蛋白质来实现分子结构。在这项研究中，分析了半胱氨酸脱硫酶和塞雷诺半胱氨酸riasze的结构和功能，这些硫糖和半胱氨酸riasze催化了第一次发生反应。分析了塞雷诺半胱氨酸特异性的大肠杆菌CSDB的晶体结构，分析了塞雷诺半胱氨酸的特异性，并且分析了丙木蛋白的复合结构，一种底物类似物的复合结构，以及通过prapalgilgilgllycin通过piridokisarlin Acid和piridokisarlin Aid Aid结合的结构Siff Base。大肠杆菌ISC从半胱氨酸中催化去除硫的去除，并用作铁硫簇的形成中的硫供应系统。硫原子以ISC的cys328的形式接收，然后转移到ISCU上，最终从61SCS中硫酸盐，最终将其掺入铁硫群中，硫是一种复杂的形式。在该复合物中，ISCS CYS328和ISCU的CYS63形成了Zithlfide键。此外，ISCU促进了ISC半胱氨酸脱硫酶活性，发现ISCU的Cys63对于这种激活至关重要。基于上述结果，人们认为源自底物半胱氨酸的硫将从ISC释放，并通过攻击ISC的Cys328的γ级硫磺，从而将其转移到ISCU，并形成纯硫化物。