ミトコンドリア膜を介した鉄の恒常性維持に関与するABC輸送体の構造生物学

ABC转运蛋白通过线粒体膜维持铁稳态的结构生物学

基本信息

批准号：
16048230
负责人：
伊藤隆
金额：
$ 2.3万
依托单位：
The Institute of Physical and Chemical Research
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：
2004
资助国家：
日本
起止时间：
2004 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

ミトコンドリアにおける酸化的リン酸化反応を担う蛋白質には,活性中心にヘム鉄や鉄-硫黄クラスター(FeS)を持つものが多い.したがって,ミトコンドリア機能の維持のためには,ミトコンドリア膜を介した鉄の輸送が重要である.しかし,過度の鉄の蓄積はヒドロキシラジカルの生成を促し,最終的にミトコンドリア機能が失われる.ヒトABCB6蛋白質は酵母ATM1ホモログとして同定されたABC輸送体である.ABCB6は現状で機能未知であるが,ATM1同様にミトコンドリアの鉄の恒常性維持に寄与していることが想像され,ミトコンドリア病の原因遺伝子の可能性もある.ABCB6についてはC末端可溶性領域(CSD,285残基,31kDa)について^2H/^<13>C/^<15>N標識試料を調製し,ADP/ATP非結合状態(apo型)において3次元三重共鳴NMRを測定することで,主鎖NMRシグナルの帰属を試みた.解析の結果,約70%の主鎖NMRシグナルの帰属に成功した.この帰属の結果,ADP/ATP結合領域付近の残基に対応する主鎖シグナルが観測されないことが判明した.試料がapo型であることから,ADP/ATP非存在下では当該領域にコンフォメーション多形が存在し,交換によるシグナルのブロードニングが起こっていると考えられる.つづいてADPとのタイトレーション実験を行った結果,過剰量のADP存在下で新たなクロスピークが観測された.これはADPの存在によりADP/ATP結合領域の構造が安定化されたためであると考えられる.前述のapo型の際と同様の解析を行うことによって,ADP存在下での主鎖シグナルの帰属も行った.

许多负责线粒体氧化磷酸化反应的蛋白质的活性中心都有血红素铁或铁硫簇（FeS），因此，为了维持线粒体功能，铁通过线粒体膜的转运是重要的。过量的铁积累会促进羟自由基的产生，最终导致线粒体功能丧失。人类ABCB6蛋白是酵母ATM1纯合蛋白。 ABCB6是一种被鉴定为log的ABC转运蛋白。虽然目前ABCB6的功能尚不清楚，但它被认为有助于维持线粒体铁稳态，类似于ATM1，并且可能是线粒体疾病的致病基因。制备了C末端可溶性区域的^2H/^13C/^15N标记样品（CSD，285个残基，31kDa），并在无ADP/ATP状态下对其进行标记（我们尝试通过测量ADP/中的3维三重共振NMR来归属主链NMR信号，结果发现没有观察到ATP结合区附近残基对应的主链信号。由于样品是apo型，构象多态性在缺乏 ADP/ATP 的情况下存在于该区域，导致交联。这被认为是由于转换引起的信号展宽。接下来，作为使用ADP的滴定实验的结果，在过量的ADP存在下观察到新的交叉峰，这被认为是由于稳定化所致。 /ATP结合区的结构。通过进行与上述apo类型相同的分析，我们还指定了ADP存在下的主链信号。