これらの発見は、Journal of Biological Chemistry 、の、 2018年5月25日号に掲載されており、
この記事は、 「 哺乳動物細胞における、 代謝 再 プログラミング 、 および、 脂質液滴の形成における、 鉄-硫黄クラスターの急性喪失（Acute loss of Iron–Sulfur Clusters Results in Metabolic Reprogramming and Generation of Lipid Droplets in Mammalian Cells.）」、 と題されている。
「 鉄-硫黄クラスターは、 繊細で、 細胞内の損傷を受けやすい 」 、 と、 新しい研究を率いたポスドクのDaniel Crooks博士は語った。
「 この理由から、 私たちの体内の細胞は、 常に、 新しい、 鉄-硫黄クラスターを構築している 」 、 Crooks博士は、 NIH傘下機関の国立小児保健発達研究所（Eunice Kennedy Shriver National Institute of Child Health and Human Development：NICHD）のTracey Rouault博士のラボで、鉄-硫黄クラスターを形成する酵素の研究を開始した。
☆ 北海道大学 ( 北大 ) 、 と、 産業技術総合研究所 ( 産総研 ) 、 は、
２千１７年の、 4月25日に、 ミトコンドリアの機能に関与する、 硫黄を修飾する、 タンパク質から成る、 酵素 コウソ 、 が、 酸素に接すると、 崩壊する、 不安定な鉄硫黄クラスターを用いて機能することを同定した、 と発表した。
同成果は、 北大大学院先端生命科学研究院 田中良和准教授 ( 研究当時、 現東北大学大学院生命科学研究科教授 ) 、 産総研創薬基盤研究部門 鴫直樹主任研究員らの研究グループによるもので、4月24日付の米国科学誌「Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America」に掲載された。
細胞のエネルギーを生産する細胞小器官である、 ミトコンドリアの活動は、 転移 RNA 、 の、 硫黄への修飾と関連が深いことが、 近年に報告されており、 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た。
硫黄修飾の一種である、 2-チオウリジン修飾は、 真核生物において、 ミトコンドリアの機能に深く関与していることが、 知られているが、 その制御機構の詳細については、 不明な点が、 多く残されている。
同研究グループは、 今回に、 好熱性真正細菌に由来する、 2-チオウリジン合成酵素「TtuA」の構造機能解析を実施。
この酵素が、 酸素に接すると崩壊する、 不安定な「 鉄硫黄クラスター 」、 という、 因子を用いて、 硫黄を転移することを突き止めた。
これまで、 細胞質中の、 2-チオウリジン生合成機構が明らかにされてこなかったのは、 従来の実験が、 大気環境の下で行われていたことから、 この鉄硫黄クラスターが崩壊していたためであった、 と、 考えられる、 という。
また、 同研究グループは、 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、 という、 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た。
同研究グループは、 今回の成果について、 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もの、 と説明している。
(左)硫黄修飾酵素TtuAと硫黄供給タンパク質、鉄硫黄クラスターの複合体の構造モデル(右)TtuA活性部位中の鉄硫黄クラスターの拡大図。茶色が鉄原子、黄色が硫黄原子。鉄硫黄クラスターの4つの鉄原子のひとつがTtuAとは結合せず、不安定な構造を取っている。矢印は活性部位へ露出している鉄原子 (出所:北大Webサイト) |
