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Secトランスロコンを含む過渡的複合体の構造生物学

Publicly Offered Research

Project AreaIntegrative understanding of biological processes mediated by transient macromolecular complexes; New technology for visualizing physiologically metastable states.
Project/Area Number 22121503
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Complex systems
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
¥11,180,000 (Direct Cost: ¥8,600,000、Indirect Cost: ¥2,580,000)
Fiscal Year 2011: ¥5,590,000 (Direct Cost: ¥4,300,000、Indirect Cost: ¥1,290,000)
Fiscal Year 2010: ¥5,590,000 (Direct Cost: ¥4,300,000、Indirect Cost: ¥1,290,000)
Keywords蛋白質 / 過渡的複合体 / トランスロコン / 膜透過 / 膜組み込み / Sec / 構造解析 / 構造生物学 / 膜組込
Research Abstract

Secトランスロコン(protein-conducting-channel)を介したタンパク質の膜透過,膜組込みはすべての生物に共通した必須の細胞機能である。大腸菌などの真正細菌では膜タンパク質SecYEG複合体がSecトランスロコンを構成しているが,Secトランスロコンは単独では機能しない。実際にタンパク質が膜透過,膜組み込みする際には,SecA(タンパク質の膜透過駆動モーター),SecDF(Secトランスロコンによる膜透過の促進),YidC(トランスロコンと共に膜組込みに関与),ribosome等と過渡的な複合体を形成し,大きな構造変化を伴っている。これらの各構成因子の立体構造情報は得られつつあるが,未だSecトランスロコンを含む超分子複合体の形成状態や作動メカニズムについて依然不明な点が多い。本研究ではSecDFに着目し、SecDF膜タンパク質の構造の精密化を進め,最終的に3.3Å分解能で構造を決定した。構造から推測されたSecDFの機能[(1)SecDFの第一ペリプラズム領域がヒンジ様の動きで構造変化すること,(2)SecDFの膜貫通領域がプロトントランスポーターとして機能する]を,in vivo,in vitroの生化学的解析によって立証し,「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蛋白質と相互作用し,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」とのモデルを論文で報告した。

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
    • Related Report
      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
    • Related Report
      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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