情報伝達と遺伝子発現における生体金属の構造学的研究

生物金属在信息传递和基因表达中的结构研究

• 批准号: 09235220
• 负责人: 箱嶋 敏雄
• 金额: $ 1.09万
• 依托单位: Nara Institute of Science and Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 1997
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1997 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-09235220/
• 关键词: マグネシウムイオン; GTP結合蛋白質; X線; 分子スウィッチ; 加水分解; 分子認識; 構造生物学

A)真核細胞における細胞内情報伝達系での蛋白質間の分子認識機構を解明する目的で、低分子量G蛋白質RhoAの標的蛋白質であるRho-kinaseのRho結合ドメイン及びRhoAとGTPγSとの複合体の結晶を得た。実験室ではそれぞれ分解能3.0Å及び2.4Åの回折データを与えており、RhoAの構造決定を終了したその結果、MgイオンがGTPγSが三リン酸のβとγ位のリン酸基に配位して、加水分解の求核攻撃をする水分子に対して三リン酸基を固定していることを見出した。また、H-Rasに比べて4カ所の挿入あるいは欠損部位及びswitch I、II、switch I、II間のシートのコンホメーションが異なることを見出した。B)嫌気的条件センサー蛋白質ArcBにおける蛋白質リン酸化を中心としたリン酸転移反応におけるHis、Asp及び金属イオンの役割大腸菌由来の嫌気的条件センサー蛋白質ArcBのドメイン構成は複雑であり、N末端側から、アンカー部分、受容体ドメイン、HPK(ヒスチジン蛋白質キナーゼドメイン)ドメイン、分子内レシ-バ・ドメイン、そしてもう一つのヒスチジンを含むリン酸転移(HPt)ドメインをもつ。ここではATPからのHPKドメインへの自己リン酸化に続いて、分子内レシ-バ・ドメイン、HPtドメインそして標的レギュレータ蛋白質のレシ-バ・ドメインへの複雑なリン酸転移が起こる。本年度世界に先駆けて構造決定したArcBのHPtドメインの活性部位を詳述し、レシ-バ・ドメインとの関係を考察した。C)ヘムをもつ転写因子CooAの大量精製と結晶化の試み第4班班員である青野重利博士が単離し、精力的に分子生物学的、生化学的、および分光学的解析を推進されている光合成細菌由来のCooAは一酸化炭素センサーとしてのFeイオンを配位したヘムをもつ珍しい転写因子である。この三次元構造を明らかにする目的で大量精製系を確立した。現在、酸化型の活性変異型CooAの結晶化を試みている。

A) 为了阐明真核细胞胞内信号转导系统中蛋白质之间的分子识别机制，我们研究了低分子量G蛋白RhoA的靶蛋白Rho激酶的Rho结合结构域和复合物获得了 RhoA 和 GTPγS 晶体。在实验室中，我们提供了分辨率分别为3.0 Å和2.4 Å的衍射数据，完成RhoA的结构测定后，我们发现Mg离子与GTPγS在β和三磷酸的γ位被发现三磷酸基团固定在水解过程中经历亲核攻击的水分子上。我们还发现四个插入或缺失位点以及开关I、II以及开关I和II之间的片层构象与H-Ras不同。 B)组氨酸、天冬氨酸和金属离子在以厌氧条件传感器蛋白ArcB中的蛋白质磷酸化为中心的磷酰基转移反应中的作用源自大肠杆菌的厌氧条件传感器蛋白ArcB的结构域结构复杂，其具有锚定部分； 、受体结构域、HPK（组氨酸蛋白激酶结构域）结构域、分子内受体结构域和另一个含组氨酸的磷酸转移（HPt）结构域。在此，从 ATP 到 HPK 结构域的自磷酸化随后是到分子内受体结构域、HPt 结构域和靶调节蛋白的受体结构域的复杂磷酸化转移。我们详细介绍了今年全球首次确定的ArcB HPt结构域的活性位点，并讨论了其与受体结构域的关系。 C) 第 4 小组成员青野茂志博士尝试对含有血红素的转录因子 CooA 进行大规模纯化和结晶，并积极进行来自光合细菌的分子生物学、生化和光谱分析。一种罕见的转录因子，其血红素与铁离子协调作为一氧化碳传感器。为了澄清这个三维结构，建立了一个大规模的净化系统。目前，我们正在尝试结晶氧化活性突变体CooA。

项目成果

M.Kato: "Insights into multistep phosphokelay from the crystal structure" Cell. 88・5. 717-723 (1997)

M.Kato：“从晶体结构洞察多步磷酸化”，Cell 88・5。

T.Shimizu: "Crystal Structure of PH04 bHLH domain-DNA complex" EMBO Journal. 16・15. 4689-4697 (1997)

T.Shimizu：“PH04 bHLH结构域-DNA复合物的晶体结构”EMBO杂志16・15（1997）。

S.Kuge: "Use of a fusion protein to obtain well-ordered crystal" Protein Science. 6・8. 1783-1786 (1997)

S.Kuge：“使用融合蛋白获得有序晶体”《蛋白质科学》6·8（1997）。

T.Kishi: "Crystallization and preliminary X-ray studies of neuropsin" Journal of Structural Biology. 118. 248-251 (1997)

T.Kishi：“神经蛋白酶的结晶和初步 X 射线研究”结构生物学杂志。

A.Toumoto: "Pkeliminary X-ray studies on a new crystal form of PH04-DNA" Acta Crystallographica. D53・1. 103-104 (1997)

A.Toumoto：“PH04-DNA 新晶型的 Pkeliminary X 射线研究”Acta Crystallographa.103-104 (1997)。