シロイヌナズナHcc1は、シトクロムc酸化酵素の銅集合体のためのSco様メタロシャペロンである

Arabidopsis thaliana Hcc1 is a Sco-like metallochaperone for Cu assembly in Cytochrome c Oxidase.

• María-Eugenia Llases
• María-Natalia Lisa
• Marcos N Morgada
• Estefanía Giannini
• Pedro M Alzari
• Alejandro J Vila

抄録

シトクローム c 酸化酵素（COX）の銅部位の集合体は、COX 依存性生物の好気性呼吸にとって重要なステップである。いくつかの遺伝子産物がこの銅部位の組み立てに関連しており、その中でも最も保存状態が良いのはScoファミリーに属するタンパク質であり、異なる生物で異なる役割を果たすことが示されています。植物には、Hcc1とHcc2という2つのScoタンパク質のオルソログが発現しています。Hcc1は植物の発育やCOXの成熟に必須であることが知られているが、その正確な機能はこれまで明らかにされていなかった。本研究では、シロイヌナズナのHcc1タンパク質（ここではSco1と改名）の生化学的、構造的、機能的な特徴を明らかにした。我々は、このタンパク質の銅結合可溶性ドメインの結晶構造を解析し、CxxxCx Hモチーフを含む三配位環境を明らかにした。また、AtSco1が銅メタロシャペロンとして機能し、CoxIIのモデルでは銅部位に2つの銅イオンを挿入していることを示した。また、AtSco1はチオールジスルフィド酸化還元酵素としては機能しないことも明らかにした。これらの情報は、Scoタンパク質の生化学に新たな光を与え、構造的な類似性が高いにもかかわらず、その機能の多様性を強調している。DATABASE: PDBエントリー6N5U（銅を結合したシロイヌナズナのScoIの結晶構造）。

The assembly of the Cu site in Cytochrome c Oxidase (COX) is a critical step for aerobic respiration in COX-dependent organisms. Several gene products have been associated with the assembly of this copper site, the most conserved of them belonging to the Sco family of proteins, which have been shown to perform different roles in different organisms. Plants express two orthologs of Sco proteins: Hcc1 and Hcc2. Hcc1 is known to be essential for plant development and for COX maturation, but its precise function has not been addressed until now. Here, we report the biochemical, structural and functional characterization of Arabidopsis thaliana Hcc1 protein (here renamed Sco1). We solved the crystal structure of the Cu -bound soluble domain of this protein, revealing a tri coordinated environment involving a CxxxCx H motif. We show that AtSco1 is able to work as a copper metallochaperone, inserting two Cu ions into the Cu site in a model of CoxII. We also show that AtSco1 does not act as a thiol-disulfide oxido-reductase. Overall, this information sheds new light on the biochemistry of Sco proteins, highlighting the diversity of functions among them despite their high structural similarities. DATABASE: PDB entry 6N5U (Crystal structure of Arabidopsis thaliana ScoI with copper bound).

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