Apd1とAim32はビシスティディニル調整の非リスク [2Fe-2S] タンパク質の原型である
Kathrin Stegmaier, Catharina M Blinn, Dominique F Bechtel
1Max-Planck-Institut für Chemische Energiekonversion , Stiftstrasse 34-36 , D45470 Mülheim an der Ruhr , Germany.
Journal of the American Chemical Society
|March 19, 2019
まとめ
この研究は,酵母タンパク質 Apd1 と Aim32 の特定のシステインとヒスティジン残留物が,酸化還元ストレス下での細胞生存に不可欠であることを明らかにしています. これらのタンパク質には独特の [2Fe-2S] クラスターが含まれ,鉄硫黄クラスタータンパク質の収束進化を示しています.
科学分野:
- 生物化学
- 分子生物学
- バイオ有機化学
背景:
- Apd1 (細胞酵母) とAim32 (ミトコンドリア酵母) は,チオレドキシンのようなフェレドキシン (TLF) ドメインを有する.
- これらのタンパク質は細菌,植物,菌類,病原性ユーカリオットに保存されているが,メタゾアには存在しない.
研究 の 目的:
- Apd1とAim32のTLF領域内の本質的な残留物を調査する.
- [2Fe-2S]クラスタとApd1におけるその協調性を記述する.
- [2Fe-2S]クラスターを含むタンパク質の進化的収束を探求する.
主な方法:
- レドックスストレス下での細胞活性を評価する 化学遺伝実験
- [2Fe-2S]クラスタを分析するためのUV-vis,EPR,およびMössbauerスペクトロスコーピー.
- サイト指向型変異 (His to Cysの変種) で,リガンドの役割を調べる.
主要な成果:
- C-X8-C-X24-75-H-X-G-G-Hモチーフの保存されたシステインとヒスティジンは,リドックスストレス下での酵母生存に不可欠である.
- 顕微鏡分析により,Cys207,Cys216,His255,His259をApd1の [2Fe-2S] クラスタのリガンドとして特定した.
- Apd1 の [2Fe-2S] クラスタは,ダイオキシゲネーゼと Rieske クラスタと比較して異なる酸化還元能力と pK 値を示しています.
- エンジニアリングされたApd1の変種は [2Fe-2S]クラスター調整 (ビシスティディニル,モノヒスティディニル,またはシステニルのみ) で柔軟性を示した.
結論:
- この研究では,Apd1とAim32タンパク質が酵母における酸化還元恒常性にとって不可欠であると定義しています.
- Apd1には前例のない [2Fe-2S] クラスターがあり,柔軟な調整により,収束する進化を強調しています.
- これらの発見は 鉄硫黄タンパク質の多様な役割と 進化の経路についての洞察を与えてくれます
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