A01：「シデロフォアによるMhuD型ヘム分解酵素の機能制御」
松井 敏高（東北大学 多元物質科学研究所）
Lab website
病原性細菌の感染・増殖には宿主からの鉄獲得が必須であり、シデロフォア（低分子鉄キレーター）を用いる系や宿主ヘムの分解を行う系が主に知られている。我々は結核菌や黄色ブドウ球菌に見られるMhuD型ヘム分解酵素がヘムを異常に歪めて結合することに注目し、その特殊なヘム代謝産物や反応機構を明らかにしてきた。これらの研究の中で、MhuD型ヘム分解酵素の構造がシデロフォアとの相互作用によって変化し、反応効率が改善されることを見出し、同一細菌のシデロフォアとMhuD型酵素が協働するとの仮説を立てた。本研究では、シデロフォアとMhuD型酵素の相互作用を解析した上で、ヘム分解反応に与える影響を明らかにし、病原性細菌における鉄獲得機構の実態解明を目指す。また、シデロフォアによって代謝物が変化する可能性についても、実際の菌体における代謝物解析によって解明を目指す。シデロフォアとヘム分解系は独立して機能すると長く考えられており、その機能的な協働を示すことは病原性細菌における鉄代謝の新たな一面を明らかにすると期待している。
【関連する代表的論文】
S. Nambu, T. Matsui, C. W. Goulding, S. Takahashi, and M. Ikeda-Saito
“A new way to degrade heme: The Mycobacterium tuberculosis enzyme MhuD catalyzes heme degradation without generating CO”
J. Biol. Chem. 2013, 288(14), 10101-10109
DOI: 10.1074/jbc.M112.448399
T. Matsui, S. Nambu, C. W. Goulding, S. Takahashi, H. Fujii, and M. Ikeda-Saito
“Unique coupling of mono and dioxygenase chemistries in a single active site promotes heme degradation”
Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2016, 113(14), 3779-3784
DOI: 10.1073/pnas.1523333113
T. Matsui, M. Unno, and M. Ikeda-Saito
“Heme oxygenase reveals its strategy for catalyzing three successive oxygenation reactions”
Acc. Chem. Res. 2010, 43(2), 240-247
DOI: 10.1021/ar9001685
T. Matsui, S. Nambu, Y. Ono, C. W. Goulding, K. Tsumoto, and M. Ikeda-Saito
“Heme degradation by Staphylococcus aureus IsdG and IsdI liberates formaldehyde rather than carbon monoxide”
Biochemistry 2013, 52(18), 3025-3027
DOI: 10.1021/bi400382p