アリイブリオサルモニダ由来の第二鉄取り込み調節因子(Fur)の生化学的特徴付け。結合研究と構造モデル化によるDNA配列特異性のマッピング

Biochemical characterization of ferric uptake regulator (Fur) from Aliivibrio salmonicida. Mapping the DNA sequence specificity through binding studies and structural modelling.

• Kristel Berg
• Hege Lynum Pedersen
• Ingar Leiros

抄録

鉄は細菌にとって必須の栄養素であるが、鉄は細胞内濃度が高くなると有毒なヒドロキシルラジカルを形成する性質があるため、鉄の取り込みを厳密に制御する必要がある。鉄取り込み調節因子（Fur）は、細菌の鉄代謝を維持するための転写調節因子として働く金属依存性のDNA結合タンパク質であり、新規抗菌薬の設計において非常に興味深いターゲットである。ファーの変異体は、感染モデルにおいて病原性の低下を示すことが示されている。このタンパク質は、「ファーボックス」と呼ばれる結合部位でDNAと特異的に相互作用する。本研究では、魚類病原体Aliivibrio salmonicida（AsFur）由来のFurと標的DNAとの相互作用を生化学的手法とin silico法を組み合わせて調べた。他種のFurボックスの解析に基づき、一連の標的DNAオリゴマーを設計し、電気泳動モビリティシフトアッセイを用いて親和性を評価した。結合強度はAsFurのホモロジーモデルとの関連で解釈され、結合特異性に関する分子レベルの洞察を得ることができた。

Iron is an essential nutrient for bacteria, however its propensity to form toxic hydroxyl radicals at high intracellular concentrations, requires its acquisition to be tightly regulated. Ferric uptake regulator (Fur) is a metal-dependent DNA-binding protein that acts as a transcriptional regulator in maintaining iron metabolism in bacteria and is a highly interesting target in the design of new antibacterial drugs. Fur mutants have been shown to exhibit decreased virulence in infection models. The protein interacts specifically with DNA at binding sites designated as 'Fur boxes'. In the present study, we have investigated the interaction between Fur from the fish pathogen Aliivibrio salmonicida (AsFur) and its target DNA using a combination of biochemical and in silico methods. A series of target DNA oligomers were designed based on analyses of Fur boxes from other species, and affinities assessed using electrophoretic mobility shift assay. Binding strengths were interpreted in the context of homology models of AsFur to gain molecular-level insight into binding specificity.