Functional analysis of translocon factors involved in the topogenesis of membrane proteins
| Project/Area Number |
20K06510
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 43020:Structural biochemistry-related
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| Research Institution | University of Hyogo |
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Principal Investigator |
阪口 雅郎 兵庫県立大学, 理学研究科, 教授 (30205736)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
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| Keywords | 細胞小器官 / タンパク質膜透過 / 膜タンパク質 / 生体膜 / 膜透過 |
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| Outline of Research at the Start |
生体を構成する最小単位である細胞の中には粗面小胞体という小器官があって、細胞の膜タンパク質や分泌されるタンパク質の合成を行っている。本研究では、粗面小胞体で膜タンパク質の形づくりの仕組みの解明を目指しています。以下のような点に焦点を当てて、作用機構に迫ります。 (1)小胞体膜に結合したリボソームで作られるタンパク質が行ったり来たりする動きと膜での固定作用の追及。(2)膜に入りつつあるタンパク質鎖の配置順序の決定の仕組み。(3)「膜タンパク質構造形成３要素」（標的化、疎水性配列の膜固定、正電荷の透過抑制）の識別にかかわる因子の作用解明です。
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| Outline of Annual Research Achievements |
細胞の中には、粗面小胞体という小器官があって、細胞を形作る生体膜の内在性膜タンパク質や細胞の外に分泌されるタンパク質の合成と膜透過を行っている。粗面小胞体リボソームで膜タンパク質が作られるときの、タンパク質の形づくりの仕組みの解明を目指し、以下を見出した。（１）膜結合型リボソームから伸長するポリペプチド鎖が膜定着する機構について解析した。合成されるポリペプチド鎖の疎水性の高い配列部分が膜透過トンネルに進入した時点で膜内に定着し配置が決定する機構に加えて、一度膜透過チャネルを通り抜けた後に、ポリペプチド鎖後方にある正荷電アミノ酸残基によって逆方向の動きが誘起され、疎水性の不十分なポリペプチド鎖が膜に定着する機構があることを示した。さらにその定着に必要な構造要因がやはり低いながらも配列の疎水性度であることを実証した。（２）タンパク質膜透過トンネルの作用効率に関連する遺伝子を探索して、欠損によって疎水性配列の透過、正電荷クラスタの透過、シグナル配列の機能効率などに大きく影響する遺伝子を見出した。小胞体内腔のHsp70-シャペロンKar2pの過剰発現によって、疎水性配列のみならず正電荷クラスタの透過が大きく亢進することを発見した。また、小胞体内腔のシャペロン制御因子であるJ-タンパク質Scj1pの欠損により膜透過が大きく亢進することを見いだした。小胞体における合成共役型ポリペプチド鎖膜透過が、内腔シャペロン系によって駆動されることの発見は、これまでリボソームによる合成伸長が駆動要因とされてきた「共役型」透過でも、内腔Kar2p-Jタンパク質シャペロン系が大きくかかわることを示し、これまでの通説を覆すものである。さらにKar2pの駆動作用は合成共役型膜透過においても、基質ペプチド結合ドメインとATP結合・加水分解佐用ドメインの両方を要する、シャペロン機序によることを実証した。
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Report
(4 results)
Research Products
(5 results)
