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細胞内における硫黄修飾の新たな反応機構を解明—ミトコンドリア機能制御の研究に手がかり—

細胞内における硫黄修飾の新たな反応機構を解明—ミトコンドリア機能制御の研究に手がかり—

2017.04.25 15:25

研究成果のポイント

  • ミトコンドリアの機能に関与する硫黄修飾酵素が,酸素に接すると崩壊する不安定な鉄硫黄クラス ター*1を用いて機能することを初めて同定。
  • 鉄硫黄クラスターが関与する転移 RNA *2,3の硫黄転移反応のメカニズムを提唱。
  • ミトコンドリアによるエネルギー生産を制御する機構を解明するための重要な発見。

概要
ミトコンドリアは,細胞のエネルギーを生産する重要な細胞小器官です。近年,ミトコンドリアの 活動は転移 RNA の硫黄修飾*4と関連が深いことが報告されており,ミトコンドリアの機能を制御する 新たな経路が予想されていました。ヒトを含む真核生物の細胞質で硫黄修飾を行う酵素は同定されて いますが,その詳細な反応機構は長い間不明でした。本研究は細菌由来の硫黄修飾酵素 TtuA に注目 し,完全無酸素の条件下での分光学,生化学及び X 線結晶構造解析により,TtuA が酸素に接すると崩 壊する不安定な「鉄硫黄クラスター」と呼ばれる因子を用いて機能することを同定しました。また複 合体構造解析の結果から,TtuA が,鉄硫黄クラスターをあたかもタンパク質の一部のように用いて硫 黄を転移する,これまで知られていない硫黄修飾メカニズムを用いることを提唱しました。本研究の 成果は,ミトコンドリアによるエネルギー生産の制御機構を解明するための重要な手がかりを与える と期待されます。
なお,本研究は,科学研究費補助金,JST さきがけ,武田科学振興財団の支援により行なわれました。

詳細(北海道大学HPへ)

【論文】
Biochemical and structural characterization of an oxygen-sensitive 2-thiouridine synthesis catalyzed by an iron-sulfur protein TtuA

【著者】
陳明皓,朝井真一,奈良井峻,南部周介,大村直樹,坂口裕理子, 鈴木 勉,齋藤正男, 渡辺公綱,姚閔,鴫 直樹,田中良和

【雑誌】
Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America

【DOI】
10.1073/pnas.1615585114

問い合わせ先
生命科学研究科 応用生命分子解析分野
教授 田中 良和(たなか よしかず)
Tel:022-217-6205
Email:yoshikazu.tanaka*tohoku.ac.jp(*を@に置き換えて下さい)