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膜タンパク質の膜組み込みの構造生物学

Publicly Offered Research

Project AreaProtein community: organization and maintenance of protein functions
Project/Area Number 22020008
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Biological Sciences
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

塚崎 智也  東京大学, 大学院・理学系研究科, 助教 (80436716)

Project Period (FY) 2010 – 2011
Project Status Completed (Fiscal Year 2011)
Budget Amount *help
¥6,400,000 (Direct Cost: ¥6,400,000)
Fiscal Year 2011: ¥3,200,000 (Direct Cost: ¥3,200,000)
Fiscal Year 2010: ¥3,200,000 (Direct Cost: ¥3,200,000)
Keywords蛋白質 / 膜蛋白質 / 膜組み込み / 膜透過 / 機能発現 / Sec / 構造解析 / 構造生物学 / 膜組
Research Abstract

細胞におけるタンパク質の膜組み込み過程は,すべての生物に共通した必須の機構である。本研究では膜タンパク質の「機能発現システム」を詳細に理解する為に,真正細菌のタンパク質の膜組み込みに関わる膜タンパク質YidC(内膜への組込みに関与),BamA(外膜への膜組み込みに関与)の立体構造を決定し,その機能に迫ろうとした。YidC,BamAとも葉緑体とミトコンドリアにそのホモログが存在する。膜組込みに関わるタンパク質群の各構成因子の立体構造情報は得られつつあるが,YidC,BamAのX線結晶構造解析の例は(ホモログも含め)未だない。大きな構造変化を伴う膜組み込み過程を解明する為には,YidC,BamAの立体構造情報が必要不可欠である。本年度は,YidC,BamA共にX線結晶構造解析に適したサンプル調整を進めた。その結果,YidC,BamA共に,構造解析が可能となる分解能のX線回折点が観測され,構造決定に向けたデータの解析を進めた。また,YidCと相互作用してタンパク質の膜透過・膜組み込みに関与するSecDF膜タンパク質の構造を3.3Å分解能で決定した。SecDFの機能解析を平行して進め,「SecDFはproton-motive forceによってダイナミックな構造変化を繰り返しながら,ペリプラズム側で膜透過基質タンパク質と相互作用し,膜透過の高効率化に寄与する膜内在性シャペロンである」とのモデルを提唱し論文として発表した。

Report

(2 results)
  • 2011 Annual Research Report
  • 2010 Annual Research Report
  • Research Products

    (17 results)

All 2012 2011 2010 Other

All Journal Article (7 results) (of which Peer Reviewed: 4 results) Presentation (8 results) Remarks (2 results)

  • [Journal Article] Crystal structure of the channelrhodopsin light-gated cation channel2012

    • Author(s)
      Hideaki E.Kato, Feng Zhang, Ofer Yizhar, Charu Ramakrishnan, Tomohiro Nishizawa, Kunio Hirata, Jumpei Ito, Yusuke Aita, Tomoya Tsukazaki, Shigehiko Hayashi, Peter Hegemann, Andres D.Maturana, Ryuichiro Ishitani, Karl Deisseroth, Osamu Nureki
    • Journal Title

      Nature

      Volume: 482 Issue: 7385 Pages: 369-374

    • DOI

      10.1038/nature10870

    • Related Report
      2011 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] tructure and function of SecDF, a protein export-enhancing membrane component2011

    • Author(s)
      Tsukazaki, T., et al
    • Journal Title

      Nature

      Volume: 475 Issue: 7350 Pages: 235-238

    • DOI

      10.1038/nature09980

    • Related Report
      2011 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Crystallization and preliminary X-ray diffraction of the first periplasmic domain of SecDF, a translocon-associated membrane protein, from Thermus thermophilus2011

    • Author(s)
      越前友香, 他3名
    • Journal Title

      Acta.Crystallograph.Sect.F Struct.Biol.Cryst.Commun.

      Volume: 67 Pages: 1367-1370

    • Related Report
      2011 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] The mechanism of protein export enhancement by the SecDF membrane component2011

    • Author(s)
      塚崎智也, 濡木理
    • Journal Title

      BIOPHYSICS

      Volume: 7 Pages: 129-133

    • NAID

      130001253088

    • Related Report
      2011 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Secトランスロコンと共に機能するSecDF膜タンパク質の構造2011

    • Author(s)
      塚崎智也
    • Journal Title

      生物物理

      Volume: 51 Pages: 236-237

    • NAID

      10029482527

    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Journal Article] タンパク質を膜透過させる分子装置2011

    • Author(s)
      塚崎智也, 濡木理
    • Journal Title

      化学工業

      Volume: 62 Pages: 471-477

    • NAID

      40018847354

    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Journal Article] Conformational Transition of Sec Machinery Inferred from Bacterial SecYE Structures2010

    • Author(s)
      塚崎智也
    • Journal Title

      SPring-8 Research Frontiers 2009

      Pages: 30-31

    • NAID

      10025975982

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      2010 Annual Research Report
  • [Presentation] Structure and function of a membrane component SecDF that enhances protein export2012

    • Author(s)
      塚崎智也
    • Organizer
      Gordon Conference on Protein Transport Across Cell Membranes
    • Place of Presentation
      ホテルガルベス(テキサス州アメリカ合衆国)
    • Year and Date
      2012-03-12
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      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] タンパク質の膜透過を促進する膜タンパク質SecDFの構造と機能2011

    • Author(s)
      塚崎智也
    • Organizer
      「過渡的複合体」公開シンポジウム
    • Place of Presentation
      東京大学薬学部(東京都)(招待講演)
    • Year and Date
      2011-07-21
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      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] Structure, function and evolution of the bacterial protein translocation machinery2010

    • Author(s)
      森博幸
    • Organizer
      BMB2010
    • Place of Presentation
      神戸ポートアイランド(兵庫県)
    • Year and Date
      2010-12-10
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      2010 Annual Research Report
  • [Presentation] Secトランスロコンと共に機能するSecDF膜タンパク質の構造2010

    • Author(s)
      塚崎智也
    • Organizer
      第48回日本生物物理学会年会
    • Place of Presentation
      東北大学川内キャンパス(宮城県)
    • Year and Date
      2010-09-20
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      2010 Annual Research Report
  • [Presentation] Crystal structure of SecDF, a Sec translocon-associated membrane protein2010

    • Author(s)
      塚崎智也
    • Organizer
      The 3rd International Symposium on Protein Community
    • Place of Presentation
      ホテル日航奈良(奈良県)
    • Year and Date
      2010-09-14
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      2010 Annual Research Report
  • [Presentation] Crystallization trial of SecDF in space2010

    • Author(s)
      今吉啓一
    • Organizer
      The 3rd International Symposium on Protein Community
    • Place of Presentation
      ホテル日航奈良(奈良県)
    • Year and Date
      2010-09-13
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      2010 Annual Research Report
  • [Presentation] Purification and crystallization of Thermus thermophilus SecYEG2010

    • Author(s)
      鹿島絢子
    • Organizer
      The 3rd International Symposium on Protein Community
    • Place of Presentation
      ホテル日航奈良(奈良県)
    • Year and Date
      2010-09-13
    • Related Report
      2010 Annual Research Report
  • [Presentation] Secトランスロコンと共に機能するSecDF膜蛋白質の結晶構造2010

    • Author(s)
      塚崎智也
    • Organizer
      第10回日本蛋白質科学会年会
    • Place of Presentation
      札幌コンベンションセンター(北海道)
    • Year and Date
      2010-06-18
    • Related Report
      2010 Annual Research Report
  • [Remarks]

    • URL

      http://first.lifesciencedb.jp/archives/2915

    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Remarks]

    • URL

      http://www.s.u-tokyo.ac.jp/ja/press/2011/10.html

    • Related Report
      2011 Annual Research Report

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Published: 2010-08-23   Modified: 2018-03-28  

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