ポリリン酸による大腸菌Lonプロテアーゼの多量体化と活性調節機構

Research Project

Project/Area Number	15032234
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
Allocation Type	Single-year Grants
Review Section	Biological Sciences
Research Institution	Hiroshima University
Principal Investigator	黒田章夫広島大学, 大学院・先端物質科学研究科, 助教授 (50205241)
Project Period (FY)	2003 – 2004
Project Status	Completed (Fiscal Year 2004)
Budget Amount *help	¥4,400,000 (Direct Cost: ¥4,400,000) Fiscal Year 2004: ¥2,300,000 (Direct Cost: ¥2,300,000) Fiscal Year 2003: ¥2,100,000 (Direct Cost: ¥2,100,000)
Keywords	ポリリン酸 / プロテアーゼ / Lon / 緊縮応答 / ヌクレオイド / 結合タンパク質 / FIS / GFP / Lonプロテアーゼ / ATP / リボソームタンパク質 / DNA結合タンパク質 / 分解 / ストレス応答 / 大腸菌
Research Abstract	ポリリン酸と結合するタンパク質はin vitroにおいて数多く見つかっており、その中にはDNA結合タンパク質が含まれている。そこで、Lonと同様な局在の変化を示すDNA結合タンパク質を探索した。その結果、核様体を構成する主要なタンパク質の一つであり、グローバルな転写に関わるFisを発見した。また、in vitroにおいてFisはLonによりポリリン酸依存的に分解されることを見いだした。さらに、DNAが存在してもポリリン酸依存的に分解されることを示した。これらの結果は、Lonとポリリン酸による新規の転写調節機構の存在を示唆している。今後、細胞内におけるFisの分解や転写への影響についてさらに詳細な解析が必要であると考えられる。 LonのDNAおよびポリリン酸結合性についてin vitroで詳細に解析を行った。その結果から、通常Lonは細胞内でDNAの集合体である核様体に存在しており、アミノ酸飢餓で蓄積したポリリン酸によりLonは核様体から遊離し、複合体として新たな活性を持つようになるというモデルが考えられた。そこで本年度は、このモデルが細胞内で正しいことを確かめるために、LonのGFP(緑色蛍光タンパク質)融合タンパク質を用いて細胞内局在の解析を行った。ポリリン酸を蓄積しない栄養条件ではLon-GFPは染色体DNAの集合体である核様体に局在した。一方、アミノ酸飢餓ではLon-GFPは核様体から遊離し、ポリリン酸-Lon-GFP複合体の粒子として確認できた。この結果から、Lonの局在がポリリン酸により変化するというモデルが細胞内において正しいことが示された。