Single molecule observation of protein translocation through translocon

• Project/Area Number: 24657106
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Biophysics
• Research Institution: University of Hyogo
• Principal Investigator: SAKAGUCHI MASAO 兵庫県立大学, 生命理学研究科, 教授 (30205736)
• Project Period (FY): 2012-04-01 – 2014-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2013)
• Budget Amount: ¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000); Fiscal Year 2013: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000); Fiscal Year 2012: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000)
• Keywords: シグナル配列 / 生体膜 / オルガネラ / タンパク質輸送 / 膜タンパク質 / 小胞体

Research Abstract

Protein translocation through translocon on the endoplasmic reticulum in the eukaryotic cells is one of the most critical bases to maintain the life of the cells. The challenge in this project was to establish the experimental system by which the movement of the polypeptide chain through translocon can be observed at the single molecule level. We have set up the system in which we can observe protein translocation synchronously across the membrane and found that only 2-3 positively charged amino acid residues slow down the movement through translocon.

Research Products

• [Journal Article] Involvement of a di-leucine motif in targeting of ABCC1 to the basolateral plasma membrane of polarized epithelial cells (2013)
  • Author(s): Emi, Y., Harada, Y., and Sakaguchi, M
  • Journal Title: Biochem. Biophys. Res. Commun Volume: 441 Issue: 1 Pages: 89-95
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2013.10.013
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Membrane translocation of lumenal domains of membrane proteins powered by downstream transmembrane sequences (2013)
  • Author(s): Yabuki, T., Kida, Y., Morimoto, F., and Sakaguchi, M.
  • Journal Title: Mol. Biol. Cell Volume: 24 Issue: 19 Pages: 3123-3132
  • DOI: 10.1091/mbc.e13-04-0210
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Stop-and-move of a marginally hydrophobic segment translocating across the endoplasmic reticulum membrane (2013)
  • Author(s): Onishi, Y., Yamagishi, M., Imai, K., Fujita, H., Kida, Y., and Sakaguchi, M
  • Journal Title: J. Mol. Biol Volume: 425 Issue: 17 Pages: 3205-3216
  • DOI: 10.1016/j.jmb.2013.05.023
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Phosphatidylserine-binding protein lactadherin inhibits protein translocation across the ER membrane (2013)
  • Author(s): Yamamoto, H., Kida, Y., and Sakaguchi, M
  • Journal Title: Biochem. Biophys. Res. Commun Volume: 434 Issue: 3 Pages: 620-626
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2013.03.131
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Tail-extension following the termination codon is critical for release of the nascent chain from membrane-bound ribosomes in a reticulocyte lysate cell-free system (2013)
  • Author(s): Takahara, M., Sakaue, H., Onishi, Y., Yamagishi, M., Kida, Y., and Sakaguchi, M
  • Journal Title: Biochem. Biophys. Res. Commun Volume: 430 Issue: 2 Pages: 567-572
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2012.11.112
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Pleiotropic effects of membrane cholesterol upon translocation of protein across the endoplasmic reticulum membranes (2012)
  • Author(s): Yamamoto H, Fuiita H, Kida Y ; Sakaguchi M.
  • Journal Title: Biochemistry. Volume: 51 Issue: 17 Pages: 3596-3605
  • DOI: 10.1021/bi2018915
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] A cis-acting five-amino acid motif controls targeting of ABCC2 to the apical plasma membrane domain (2012)
  • Author(s): Emi, Y., Yasuda, Y., Sakaguchi, M.
  • Journal Title: Journal of Cell Science Volume: (印刷中) Pages: 3133-3143
  • DOI: 10.1242/jcs.099549
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 小胞体トランスロコンを介した膜貫通セグメントの膜組み込みはリボソームによって維持される可動性準安定状態を経由する/A primitive unstable state prior to membrane integration of transmembrane segment via ER translocon (2013)
  • Author(s): 大西由希子、山岸麻里芙、藤田英伸、木田祐一郎、阪口雅郎
  • Organizer: 第86回日本生化学会大会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜(神奈川県)(口頭発表・ポスター)
  • Year and Date: 2013-09-13
• [Presentation] 膜透過途上にあるポリペプチド鎖と小胞体トランスロコンとの相互作用解析/Interaction between the ER translocon and translocating polypeptide chain (2013)
  • Author(s): 木田祐一郎、石原裕大、藤田英伸、阪口雅郎
  • Organizer: 第86回日本生化学会大会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜(神奈川県)(口頭発表・ポスター)
  • Year and Date: 2013-09-13
• [Presentation] 上皮細胞においてABCC1とABCC2の極性局在化を制御するシグナルの解析/Distinct cis-acting determinants in the first cytoplasmic loop domain control apico-basal distribution of ABCC1 and ABCC2 (2013)
  • Author(s): 衣斐義一、阪口雅郎
  • Organizer: 第86回日本生化学会大会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜(神奈川県)(ポスター)
  • Year and Date: 2013-09-13
• [Presentation] 粗面小胞体上のリボソームが膜貫通配列を認識する (2013)
  • Author(s): 木田祐一郎、石原裕大、藤田英伸、阪口雅郎
  • Organizer: 第65回日本細胞生物学会大会・ポスター、シンポジウム「細胞の中の生々流転?「もの」の動態に基づく機能制御」
  • Place of Presentation: ウインクあいち(愛知県)
• [Presentation] ABCC2のapical側細胞膜への極性輸送の制御に関わるシステイン残基 (2013)
  • Author(s): 松岡絢香、横山雄一、衣斐義一、阪口雅郎
  • Organizer: 第65回日本細胞生物学会大会
  • Place of Presentation: ウインクあいち(愛知県)(ポスター)
• [Presentation] タンパク質膜透過におけるトランスロコン内での疎水性セグメントの準安定な保持について (2013)
  • Author(s): 大西由希子、山岸麻里芙、藤田英伸、木田祐一郎、阪口雅郎
  • Organizer: 第13回日本蛋白質科学会年会
  • Place of Presentation: とりぎん文化会館(鳥取県)(ポスター)
• [Presentation] 小胞体トランスロコンにおけるタンパク質膜透過の一時停止を検出する方法論の開発とその有用性 (2013)
  • Author(s): 姜公秀、高原教代、大西由希子、藤田英伸、木田祐一郎、阪口雅郎
  • Organizer: 第13回日本蛋白質科学会年会
  • Place of Presentation: とりぎん文化会館(鳥取県)(ポスター)
• [Presentation] 小胞体トランスロコンにおけるタンパク質膜透過の一時停止を検出する方法論の開発とその有用性 (2013)
  • Author(s): 姜 公秀、高原教代、大西由希子、藤田英伸、木田裕一郎、阪口雅郎
  • Organizer: 第13回日本蛋白質科学会年会
  • Place of Presentation: とりぎん文化会館(鳥取県）
• [Presentation] タンパク質膜透過におけるトランスロコン内での疎水性セグメントの準安定な保持について (2013)
  • Author(s): 大西由希子、山岸麻里芙、藤田英伸、木田祐一郎、阪口雅郎
  • Organizer: 第13回日本蛋白質科学会年会
  • Place of Presentation: とりぎん文化会館(鳥取県）
• [Presentation] ABCC2のapical側細胞膜への極性輸送の制御に関わるシステイン残基 (2013)
  • Author(s): 松岡絢香、横山雄一、衣斐義一、阪口雅郎
  • Organizer: 第65回日本細胞生物学会大会
  • Place of Presentation: ウインクあいち(愛知県）
• [Presentation] 粗面小胞体上のリボソームが膜貫通配列を認識する (2013)
  • Author(s): 木田祐一郎、石原裕大、藤田英伸、阪口雅郎
  • Organizer: 第65回日本細胞生物学会大会
  • Place of Presentation: ウインクあいち(愛知県）
• [Presentation] 上皮細胞においてABCC1とABCC2の極性局在化を制御するシグナルの解析 (2013)
  • Author(s): 衣斐義一、阪口雅郎
  • Organizer: 第86回日本生化学会大会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜(神奈川県）
• [Presentation] 膜透過途上にあるポリペプチド鎖と小胞体トランスロコンとの相互作用解析 (2013)
  • Author(s): 木田祐一郎、石原裕大、藤田 英伸、阪口雅郎
  • Organizer: 第86回日本生化学会大会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜(神奈川県）
• [Presentation] 小胞体トランスロコンを介した膜貫通セグメントの膜組み込みはリボソームによって維持される可動性準安定状態を経由する (2013)
  • Author(s): 大西由希子、山岸麻里芙、藤田英伸、木田祐一郎、阪口雅郎
  • Organizer: 第86回日本生化学会大会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜(神奈川県）
• [Presentation] リボソーム-トランスロコン複合体における疎水性配列の識別機構 (2012)
  • Author(s): 木田祐一郎、石原裕大、藤田英伸、阪口雅郎
  • Organizer: 第85回日本生化学会大会
  • Place of Presentation: 福岡国際会議場(福岡県)(口頭発表・ポスター)
• [Presentation] 小胞体膜トランスロコンにおいて正電荷アミノ酸により引き起こされるポリペプチド鎖の逆方向への動き (2012)
  • Author(s): 藤田英伸、木田祐一郎、阪口雅郎
  • Organizer: 第85回日本生化学会大会
  • Place of Presentation: 福岡国際会議場(福岡県)(ポスター)
• [Presentation] 膜タンパク質の小胞体標的化を抑制するアミノ末端モチーフの解析 (2012)
  • Author(s): 阪上春花、岩下昌平、木田祐一郎、阪口雅郎
  • Organizer: 第85回日本生化学会大会
  • Place of Presentation: 福岡国際会議場(福岡県)(ポスター)
• [Presentation] 小胞体トランスロコンにおけるポリペプチド鎖膜透過の速度論 : 少数の正電荷による膜透過減速効果 (2012)
  • Author(s): 大西由希子、山岸麻里芙、藤田英伸、木田祐一郎、阪口雅郎
  • Organizer: 第85回日本生化学会大会
  • Place of Presentation: 福岡国際会議場(福岡県)(ポスター)
• [Presentation] 細胞内での小胞体トランスロコンにおけるタンパク質膜透過の一時停止を解析する (2012)
  • Author(s): 姜公秀、高原教代、大西由希子、藤田英伸、木田祐一郎、阪口雅郎
  • Organizer: 第85回日本生化学会大会
  • Place of Presentation: 福岡国際会議場(福岡県)(ポスター)
• [Presentation] ABCC1のbasolateral側細胞膜への極性局在化を制御するシグナルの解析 (2012)
  • Author(s): 衣斐義一、原田泰江、阪口雅郎
  • Organizer: 第85回日本生化学会大会
  • Place of Presentation: 福岡国際会議場(福岡県)(ポスター)
• [Presentation] 小胞体トランスロコンを介した新生ポリペプチド鎖の動きの制御/Dynamic behavior of nascent polypeptide chain through translocon regulated by positive charges, hydrophobic sequences, and ribosome (2012)
  • Author(s): Sakaguchi, M.(オーガナイザー、遠藤斗志也)
  • Organizer: 第12回日本蛋白質科学会年会・シンポジウム「細胞内のタンパク質動態と細胞機能 : Protein dynamics and cellular functions」
  • Place of Presentation: 名古屋国際会議場(愛知県)
• [Presentation] 小胞体トランスロコンを介した膜タンパク質の構造形成 (2012)
  • Author(s): 木田祐一郎、矢吹隆明、藤田英伸、阪口雅郎(オーガナイザー、稲葉謙次、中戸川仁)
  • Organizer: 第12回日本蛋白質科学会年会・ワークショップ「in vivo蛋白質科学 : 構造形成と分解」
  • Place of Presentation: 名古屋国際会議場(愛知県)
• [Presentation] リボソームは小胞体トランスロコンを介した膜貫通セグメントの形成を制御する (2012)
  • Author(s): 大西由希子、山岸麻里芙、藤田英伸、木田祐一郎、阪口雅郎
  • Organizer: 第12回日本蛋白質科学会年会
  • Place of Presentation: 名古屋国際会議場(愛知県)(ポスター)
• [Presentation] 小胞体トランスロコンを介したポリペプチド鎖の動き (2012)
  • Author(s): 藤田英伸、木田祐一郎、阪口雅郎
  • Organizer: 第12回日本蛋白質科学会年会
  • Place of Presentation: 名古屋国際会議場(愛知県)(ポスター)
• [Presentation] Distinct cis-acting determinants in the first cytoplasmic loop domain control apico-basal distribution of the ATP-binding cassette transporter family C isoforms (2012)
  • Author(s): Emi, Y. and Sakaguchi, M.
  • Organizer: 第45回日本発生生物学会・第64回日本細胞生物学会合同大会
  • Place of Presentation: 神戸国際会議場(兵庫県)(ポスター)
• [Presentation] Analysis of N-terminal motif suppressing ER-targeting (2012)
  • Author(s): Sakaue, H., Iwashita, S., Kida, Y., and Sakaguchi, M.
  • Organizer: 第45回日本発生生物学会・第64回日本細胞生物学会合同大会
  • Place of Presentation: 神戸国際会議場(兵庫県)(ポスター)
• [Presentation] Analysis of N-terminal motif suppressing ER-targeting (2012)
  • Author(s): Sakaue, H., Iwashita, S., Yuichiro Kida, Y., and Sakaguchi, M.
  • Organizer: 第45回日本発生生物学会・第64回日本細胞生物学会合同大会
  • Place of Presentation: 神戸国際会議場（兵庫県）
• [Presentation] Distinct cis-acting determinants in the first cytoplasmic loop domain control apicobasal distribution of the ATP-binding cassette transporter family C isoforms (2012)
  • Author(s): Emi, Y. and Sakaguchi, M.
  • Organizer: 第45回日本発生生物学会・第64回日本細胞生物学会合同大会
  • Place of Presentation: 神戸国際会議場（兵庫県）
• [Presentation] 小胞体トランスロコンを介したポリペプチド鎖の動き (2012)
  • Author(s): 藤田英伸、木田祐一郎、阪口雅郎
  • Organizer: 第12回日本蛋白質科学会年会
  • Place of Presentation: 名古屋国際会議場（愛知県）
• [Presentation] リボソームは小胞体トランスロコンを介した膜貫通セグメントの形成を制御する (2012)
  • Author(s): 大西由希子、山岸麻里芙、藤田英伸、木田祐一郎、阪口雅郎
  • Organizer: 第12回日本蛋白質科学会年会
  • Place of Presentation: 名古屋国際会議場（愛知県）
• [Presentation] 小胞体トランスロコンを介した膜タンパク質の構造形成 (2012)
  • Author(s): 木田祐一郎、矢吹隆明、藤田英伸、阪口雅郎
  • Organizer: 第12回日本蛋白質科学会年会ワークショップ「in vivo 蛋白質科学：構造形成と分解」
  • Place of Presentation: 名古屋国際会議場（愛知県）
  • Invited
• [Presentation] 小胞体トランスロコンを介した新生ポリペプチド鎖の動きの制御 (2012)
  • Author(s): Sakaguchi, M.
  • Organizer: 第12回日本蛋白質科学会年会シンポジウム「細胞内のタンパク質動態と細胞機能： Protein dynamics and cellular functions」
  • Place of Presentation: 名古屋国際会議場（愛知県）
  • Invited
• [Presentation] ABCC1のbasolateral側細胞膜への極性局在化を制御するシグナルの解析 (2012)
  • Author(s): 衣斐義一、原田泰江、阪口雅郎
  • Organizer: 第85回日本生化学会大会
  • Place of Presentation: 福岡国際会議場（福岡県）
• [Presentation] 細胞内での小胞体トランスロコンにおけるタンパク質膜透過の一時停止を解析する (2012)
  • Author(s): 姜 公秀、高原教代、大西由希子、藤田英伸、木田祐一郎、阪口 雅郎
  • Organizer: 第85回日本生化学会大会
  • Place of Presentation: 福岡国際会議場（福岡県）
• [Presentation] 小胞体トランスロコンにおけるポリペプチド鎖膜透過の速度論：少数の正電荷による膜透過減速効果 (2012)
  • Author(s): 大西由希子、山岸麻里芙、藤田英伸、木田祐一郎、阪口雅郎
  • Organizer: 第85回日本生化学会大会
  • Place of Presentation: 福岡国際会議場（福岡県）
• [Presentation] 膜タンパク質の小胞体標的化を抑制するアミノ末端モチーフの解析 (2012)
  • Author(s): 阪上春花、岩下昌平、木田祐一郎、阪口雅郎
  • Organizer: 第85回日本生化学会大会
  • Place of Presentation: 福岡国際会議場（福岡県）
• [Presentation] 小胞体膜トランスロコンにおいて正電荷アミノ酸により引き起こされるポリペプチド鎖の逆方向への動き (2012)
  • Author(s): 藤田英伸、木田祐一郎、阪口雅郎
  • Organizer: 第85回日本生化学会大会
  • Place of Presentation: 福岡国際会議場（福岡県）
• [Presentation] リボソーム-トランスロコン複合体における疎水性配列の識別機構 (2012)
  • Author(s): 木田祐一郎、石原裕大、藤田英伸、阪口雅郎
  • Organizer: 第85回日本生化学会大会
  • Place of Presentation: 福岡国際会議場（福岡県）
• [Remarks]
  • URL: http://www.sci.u-hyogo.ac.jp/life/biochem1/index-j.html