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| Fe-S_バイオシン | |||||||||
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 大腸菌イスカ結晶構造 2.3 a | |||||||||
| 識別子 | |||||||||
| シンボル | Fe-S_バイオシン | ||||||||
| パム | PF01521 | ||||||||
| インタープロ | 著作権 | ||||||||
| プロサイト | PDOC00887 | ||||||||
| SCOP2 | 1nwb / スコープ / SUPFAM | ||||||||
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生化学において、鉄硫黄クラスター生合成は、鉄硫黄タンパク質の生合成に関与する成分とプロセスを指します。このトピックが興味深いのは、これらのタンパク質が広く普及しているためです。鉄硫黄タンパク質には、鉄と硫化物中心を特徴とする複雑な構造を持つ鉄硫黄クラスターが含まれています。1 つの広範な生合成タスクは硫化物 (S 2- ) を生成することですが、これにはさまざまな酵素ファミリーが必要です。もう 1 つの広範なタスクは、硫化物を鉄に固定することですが、これは機能しない足場上で行われます。最終的に、これらの Fe-S クラスターは標的タンパク質に転送され、それが機能するようになります。[1]
鉄-硫黄クラスターの形成は4つの経路のいずれかによって生成される：[2]
- 窒素固定（NIF）システムは窒素固定を行わない細菌にも見られる。[3]
- 細菌とミトコンドリアにおける鉄硫黄クラスター（ISC）システム
- 色素体と一部の細菌における硫黄同化（SUF）システム
これら 3 つのシステムに加えて、細胞質および核の Fe-S タンパク質には、いわゆる細胞質鉄硫黄アセンブリ (CIA) が呼び出されます。
メカニズム
鉄硫黄クラスターの組み立ては、硫黄相当物の生成から始まります（硫黄原子自体は自然界には存在しません）。必要な硫黄原子は、いわゆるシステイン脱硫酵素の作用によって遊離システインから得られます。代表的な脱硫酵素の 1 つは、ピリドキサールリン酸依存性酵素である IscS です。システイン基質の硫黄原子は IscS の残基 Cys-328 に転移され、過硫化物を形成します。
- L-システイン + [酵素]-システインL-アラニン + [酵素]-S-スルファニルシステイン
過硫化物官能基RSSH は、Fe-S クラスターに組み込まれる「無機硫黄」の供給源として機能します。その後、IscS はこの「余分な」硫黄を IscU に転送します。[4] IscS と IscU に加えて、細菌の Fe-S アセンブリには、機能が不明な 11 kDa のタンパク質である IscA が必要です。[5]
鉄硫黄クラスター生合成におけるSufシステムは、一般的にIscシステム（およびNifシステム）と類似している。この類似性は、SufA、SufS、およびSufUの存在にも及ぶ。Sufシステムはより少ないシャペロンで機能する。[1]
参考文献
- ^ ab Johnson DC、Dean DR、Smith AD 、 Johnson MK (2005)。「生物学的鉄硫黄クラスターの構造、機能、および形成」。Annual Review of Biochemistry。74 : 247–81。doi : 10.1146 /annurev.biochem.74.082803.133518。PMID 15952888 。
- ^ Lill R (2009年8月). 「鉄硫黄タンパク質の機能と生合成」. Nature . 460 (7257): 831–8 . Bibcode :2009Natur.460..831L. doi :10.1038/nature08301. PMID 19675643. S2CID 205217943.
- ^ Santos PC、Dean DR (2017)。「FeS クラスターアセンブリ: 窒素固定細菌の NIF システム」。無機および生物無機化学百科事典。pp . 1– 13。doi :10.1002/ 9781119951438.eibc2466。ISBN 978-1-119-95143-8。
- ^ Kato S, Mihara H, Kurihara T, Takahashi Y, Tokumoto U, Yoshimura T, Esaki N (2002年4月). 「Cys-328 of IscS and Cys-63 of IscU are the sites of disulfide bridge creation in a covalently bound IscS/IscU complex: importance for the mechanics of iron–sulfur cluster assembly」米国科学アカデミー紀要. 99 (9): 5948– 52. Bibcode :2002PNAS...99.5948K. doi : 10.1073/pnas.082123599 . PMC 122882. PMID 11972033 .
- ^ Cupp-Vickery JR、Silberg JJ、Ta DT 、 Vickery LE (2004 年 4 月)。「大腸菌由来の鉄硫黄クラスターアセンブリタンパク質 IscA の結晶構造」。Journal of Molecular Biology。338 ( 1): 127– 37。doi :10.1016/ j.jmb.2004.02.027。PMID 15050828 。