重金属イオンによるラン藻の転写調節因子SmtBの機能制御機構の構造化学的解析

重金属离子对蓝藻转录调节因子SmtB功能调控机制的结构化学分析

• 批准号: 10179214
• 负责人: 森田 勇人
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: Ehime University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
• 财政年份: 1998
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1998 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-10179214/
• 关键词: SmtB; 多次元NMR分光法; 重金属検知機構; 亜鉛イオン; 転写因子; 分子内情報変換

本研究では、重金属イオン濃度のセンサーおよび転写因子の機能を持ち、その構造機能相関の解析により、分子内情報変換機構の解明が可能である、ラン藻Synechococcus PCC 7942のSmtBに着目し、重金属イオンとの結合により誘起されるSmtBの構造変化と認識塩基配列に対する結合能の変化との相関を構造化学的に解析し、SmtBの分子内情報変換機構を原子レベルで解明することを目的とした。本年度は、大腸菌による大量発現系を用いて作製した、安定同位体標識されたSmtBを試料とし、主として、多次元NMR分光法による解析を行うことで、(1)SmtBは溶液中で二量体として存在し、機能する、(2)SmtBは、亜鉛イオンと結合していない状態で、5本のαヘリックスと2本のρ鎖から構成されており、アミド末端から3番目と4番目のαヘリックスはDNA結合モチーフであるヘリックス-ターン-ヘリックスモチーフを形成する、(3)1分子のSmtBは2原子の亜鉛イオンと結合する、(4)亜鉛イオンとの結合に伴い、SmtBの二次構造は大きくは変化せず、三次以上の高次構造が変化する、(5)SmtBに結合する2原子の亜鉛イオンのうちの1原子は、2分子のSmtBが会合して二量体を形成する会合面の領域に結合し、もう1原子の亜鉛イオンの結合には、アミド末端側のフレキシブルな領域に含まれるシステイン残基(Cys14)が重要な役割を果たしている、(6)亜鉛イオンの配位子として機能する可能性のある3つのシステイン残基(Cys14、Cys61.Cys121)のうち、Cys14とCys121は、セリン残基に置換しても認識塩基配列にに対する結合親和性は変化しないことを明らかにした。

在这项研究中，我们专注于SMTB PCC 7942中的cyanobacterium sychocococcus pccococcus pccococcus pcc，它充当了重金属离子浓度和转录因子的传感器，并可以通过分析结构和型结构的结构相关性来阐明分子内信息转换的机制，从而在结构上分析结构，并在结构上分析结构上的结构变化，并在结构上进行构造，并在结构上进行了构造，并在结构上进行了相关的结构，并将其结合起来。离子和结合能力的变化识别基本序列，并阐明了原子水平分子内信息转化的机理。今年，我们使用了稳定的同位素标记的SMTB，该SMTB使用大肠杆菌使用大型表达系统生产，并主要通过多维NMR光谱法进行了分析。 （1）SMTB作为溶液和功能中的二聚体存在，（2）SMTB不与锌离子结合，由五个α-螺旋和两个ρ链组成，以及来自酰胺末端的第三和第四个α-螺旋形成一个螺旋 - 螺旋 - 螺旋 - 螺旋 - turn-turn-turn-helix基序，一个DNA结合基序； （3）一个分子的SMTB与两个原子的锌离子结合； (4) With the binding to zinc ions, the secondary structure of SmtB is large.合します。 English: The cysteine ​​residue (Cys14) contained in the flexible region on the amide terminal side plays an important role in binding of the zinc ion (Cys14) that is included in the flexible region on the amide terminal side (Cys14) that can function as a ligand for zinc ion (Cys14), which is半胱氨酸残基（Cys14）可能充当锌离子的配体，并且已经揭示了Cys121，即使具有丝氨酸残基的取代也不会改变对识别碱基序列的结合亲和力。

项目成果

E.H.Morita: "NMR Backbone assignments of the cyanobacterial transcriptional factor, SmtB, that senses the zinc concentration in the cell" J.Biomol.NMR. 12. 453-454 (1998)

E.H.Morita：“蓝藻转录因子 SmtB 的 NMR 主干分配，可感知细胞中的锌浓度”J.Biomol.NMR。