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構造生物学：モリブデンニトロゲナーゼのShethnaタンパク質IIによるコンホメーショナルな保護
Nature 637, 8047 doi: 10.1038/s41586-024-08355-3
窒素固定細菌Azotobacter vinelandiiの酸素感受性モリブデン（Mo）依存性ニトロゲナーゼは、可逆的な「スイッチオフ」機構によって酸化的損傷から保護されている。この酵素は、小型のフェレドキシンであるFeSII（別名Shethnaタンパク質II）と複合体を形成する。FeSIIはO2センサーとして作用し、その[2Fe:2S]クラスターが酸化されると、ニトロゲナーゼの成分である2つのタンパク質と結合する。今回我々は、Moニトロゲナーゼの触媒サブユニットとそのコグネイト還元酵素、それにFeSIIタンパク質からなり、保護的に働く三者複合体について、単粒子クライオ電子顕微鏡法により決定された三次元構造を報告する。二量体であるFeSIIタンパク質は、各構成成分の2個のコピーと結合して620 kDaのコア複合体を形成し、これが次いで重合して大きなフィラメント状構造を作り上げる。この複合体は触媒的には不活性だが、酸素が涸渇すると酵素成分は急速に解離して再活性化される。複合体形成の最初の段階は突然の酸化的ストレス遭遇中に起こり、O2感受性がより高いニトロゲナーゼFeタンパク質成分にFeSIIが結合する。この小型のフェレドキシンの働きは、O2からの保護の直裁なやり方を示していて、食用作物での組換えニトロゲナーゼの維持に重要となるかもしれない。
