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J-GLOBAL ID：201902212296369402   整理番号：19A1802537

温度センサに関する研究を通して明らかにされたヒスチジンキナーゼによるシグナル感知と形質導入【JST・京大機械翻訳】

Signal Sensing and Transduction by Histidine Kinases as Unveiled through Studies on a Temperature Sensor

著者 (6件)： Abriata Luciano A. (Institute of Bioengineering, School of Life Sciences, Ecole Polytechnique Federale de Lausanne (EPFL), Switzerland) ,  Abriata Luciano A. (Swiss Institute of Bioinformatics (SIB), Switzerland) ,  Albanesi Daniela (Laboratorio de Fisiologia Microbiana, Instituto de Biologia Molecular y Celular de Rosario (IBR), CONICET, Facultad de Ciencias Bioquimicas y Farmaceuticas, Universidad Nacional de Rosario, Argentina) ,  Dal Peraro Matteo (Institute of Bioengineering, School of Life Sciences, Ecole Polytechnique Federale de Lausanne (EPFL), Switzerland) ,  Dal Peraro Matteo (Swiss Institute of Bioinformatics (SIB), Switzerland) ,  de Mendoza Diego (Laboratorio de Fisiologia Microbiana, Instituto de Biologia Molecular y Celular de Rosario (IBR), CONICET, Facultad de Ciencias Bioquimicas y Farmaceuticas, Universidad Nacional de Rosario, Argentina)
資料名： Accounts of Chemical Research  (Accounts of Chemical Research)
巻： 50  号： 6  ページ： 1359-1366  発行年： 2017年 
JST資料番号： B0966A  ISSN： 0001-4842  CODEN： ACHRE4  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： アメリカ合衆国 (USA)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： ヒスチジンキナーゼ(HK)は二成分系の感覚蛋白質であり,刺激と環境変化に対する細菌応答の大きな画分に関与する。プロトタイプHKsは膜またはペリプラズムにおけるシグナル検出により細胞質において同族応答調節蛋白質をリン酸化する膜結合蛋白質である。HKsは潜在的な薬物標的として立っているが,特にシグナル検出の化学と力学,膜を通る形質導入,および触媒出力の調節に関して,研究で蛋白質を研究するための魅力的なシステムを構成する。本研究では,低成長温度で適切な膜流動性を維持する二成分系の膜結合HK部分であるBacillus subtilis DesKに焦点を当てた。ほとんどのHKと異なり,DesKは細胞質外シグナル感知ドメインを持たない;代わりに,検出は未知の構造に配置された10の膜貫通ヘリックス(2つのプロトマーから来る)によって行われる。各プロトマーからの5番目の膜貫通ヘリックスは,他のHKにおいて見出された中間ドメインのいずれもなく,細胞質に位置する二量体化及びヒスチジンりん移動(DHp)ドメインに結合し,ATP結合ドメイン(ABD)が続いた。DesKの野生型,突然変異体および短縮版に関する遺伝的,生化学的,構造的および計算的研究を通して,DesKの機能のいくつかの側面を分析することを可能にし,それ自身の構造/機能関係のより一般的な理解,および他のHKsの理解を進めた。センシング機構は,温度依存性膜特性,すなわち,厚さ,流動性,および水透過性の組み合わせによるものであることを示し,DesKがこれらの特性を感知し,信号を伝達する可能な機構を提案した。X線構造および計算モデルにより,DesKのキナーゼおよびホスファターゼ適格状態におけるTMおよび細胞質領域の構造的特徴を明らかにした。生化学的及び遺伝的実験及び分子シミュレーションにより,第5TMセグメントにおける2ヘリックスコイルコイルの可逆的形成及び細胞質ドメインのN末端がセンシング及びシグナル伝達機構に必須であることを示した。他の構造的及び機能的研究と共に,多様なHKsは異なるセンシング及び形質導入機構を有するが,むしろ一般的な特徴(i)対称ホスファターゼ状態及び非対称キナーゼ状態及び(ii)初期シグナルの性質に依存する異なる機構を通して達成される。ここでは,DesKのTMヘリックスのシミュレーションと関連するHK,PhoQに関する著者らの以前の研究に基づいて,細胞質コイルドコイルへの初期シグナル伝達におけるTMプロリンの重要な役割について述べた。最後に,DesK,PhoQ,BvgS,及びDctB HKsの証拠は,(iv)全触媒出力が水和電位,コイルドコイル安定性,及びそれらのTMヘリックスのN末端及びC末端側での疎水性表面パッチの曝露との微妙なバランスにより調節されることを示した。このバランスは,生理学的シグナルまたは突然変異により誘導される小さな摂動が,触媒出力の明確な切断変化を達成する基礎となる立体配座景観の大きなリモデリングをもたらし,適切な生物学的機能に対するこれらのシステムの必要な応答速度を反映する。Copyright 2019 American Chemical Society All rights reserved. Translated from English into Japanese by JST.【JST・京大機械翻訳】

シソーラス用語： 触媒 ,  ホスファターゼ ,  タンパク質 ,  突然変異 ,  *細胞情報伝達 ,  リン酸化 ,  枯草菌 ,  細胞質 ,  立体配座 ,  結合部位 ,  疎水性 ,  野生型 ,  アミノ酸 ,  窒素複素環化合物 ,  第一アミン
準シソーラス用語： *キナーゼ ,  ドメイン構造 , 【Automatic Indexing@JST】

分類 (2件)： 蛋白質・ペプチド一般  (EB03010N) ,  酵素一般  (EB09010D)

物質索引 (1件)： ヒスチジン

タイトルに関連する用語 (6件)： 温度センサ ,  研究 ,  ヒスチジンキナーゼ ,  シグナル ,  感知 ,  形質導入