小胞体トランスロコンを介した膜タンパク質形成時のタンパク質の動態の解明

Research Project

Project/Area Number	22K06116
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Allocation Type	Multi-year Fund
Section	一般
Review Section	Basic Section 43020:Structural biochemistry-related
Research Institution	University of Hyogo
Principal Investigator	藤田英伸兵庫県立大学, 理学研究科, 助教 (70794923)
Project Period (FY)	2022-04-01 – 2025-03-31
Project Status	Granted (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help	¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000) Fiscal Year 2024: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000) Fiscal Year 2023: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000) Fiscal Year 2022: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Keywords	トランスロコン / 小胞体トランスロコン
Outline of Research at the Start	『トランスロコンがどのようにして透過途中のタンパク質を認識し，膜貫通セグメントの形成に寄与できるのか』の理解を目的としている。本申請では，真核細胞小胞体膜におけるタンパク質膜透過・膜組み込み機構について，タンパク質の順逆両方向への駆動機構とトランスロコンによるアミノ酸配列の認識に絞ってさらに展開する。
Outline of Annual Research Achievements	小胞体では膜透過チャネルであるトランスロコンを介して、タンパク質の形成が行われている。本研究ではこの過程において、トランスロコンがどのようにして透過途中の膜タンパク質を認識し、膜貫通セグメントの形成に寄与できるのかの理解を目的とした。そのため、次の二点について展開している。『合成後のポリペフプチド鎖の動き』トランスロコン内でのポリペプチド鎖の一時停止機構と停止後の動態を明らかにするために、無細胞実験系を用いてトランスロコン内のポリペフプチド鎖の動きを精査し、以下の結果を得た。①小胞体内腔に糖鎖などの立体障害が発生しうる因子があると，正電荷の抵抗に打ち勝ち順方向への動きに伴ってポリペフプチド鎖は内腔へと膜透過すること，障害がない場合には比較的疎水性度がある領域まで逆方向への動きが起こること，②またその疎水性度にはある程度の閾値が存在すること，③ポリペフプチド鎖の逆方向への動きは正電荷の抵抗に伴って起こること『トランスロコンによるポリペフプチド鎖上の正電荷アミノ酸の認識機構』酵母を用いて膜透過停止を起こすポリペフプチド鎖上の正電荷アミノ酸を認識するトランスロコン作用部位を特定する。①トランスロコンの主な構成要素であるSec61の細胞質側に露出する電荷アミノ酸のうち、正電荷負電荷ともに数個のアミノ酸が、ポリペフプチド鎖上の正電荷アミノ酸の認識に関わることを見出した。②またそれらSec61のアミノ酸が、膜タンパク質の配向決定作用を有することも見出しつつある。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 3: Progress in research has been slightly delayed. Reason 『合成後のポリペフプチド鎖の動き』に関してポリペフプチド鎖の順逆両方向への動きを想定し，物理的基盤として，ブラウン運動・糖鎖ラチェット作用モデルの提案、そのための理論物理の研究者との積極的な連携が進んでおらず、また論文採択とまで至っていない。『トランスロコンによるポリペフプチド鎖上の正電荷アミノ酸の認識機構』に関しては、順調に進められている。
Strategy for Future Research Activity	『合成後のポリペフプチド鎖の動き』に関してブラウン運動・糖鎖ラチェット作用モデルの提案のため、情報収集・議論を活発に行う。また必要に応じて追加実験も行い、論文採択に必要な情報を揃える。『トランスロコンによるポリペフプチド鎖上の正電荷アミノ酸の認識機構』に関しては、見出しつつある配向決定作用を結論づけるとともに、ポリペフプチド鎖の疎水性配列の認識機構の方へと展開していく。