Biogenesis of E. coli cell envelope

2009 Fiscal Year Self-evaluation Report

• Project Area: Protein community: organization and maintenance of protein functions
• Project/Area Number: 19058003
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Biological Sciences
• Research Institution: Morioka College (2010-2011); The University of Tokyo (2007-2009)
• Principal Investigator: TOKUDA Hajime The University of Tokyo, 分子細胞生物学研究所, 教授 (40125943)
• Project Period (FY): 2007 – 2011
• Keywords: 蛋白質輸送 / 分子シャペロン / 膜局在化 / リポ蛋白質 / 細胞表層 / リポ多糖

Research Abstract

大腸菌をはじめとするグラム陰性細菌の外膜には、リポ多糖、リン脂質、少数の膜貫通型βバレル型蛋白質、多数の膜アンカー型リポ蛋白質が存在している。これら4種類の外膜構成因子が、外膜に運ばれる機構は不明である。申請者らは、リポ蛋白質を外膜に運ぶ蛋白質ネットワーク"Lolシステム"の全体像を世界に先駆けて明らかにした。また大腸菌には少なくとも90種のリポ蛋白質が存在することを明らかにした。さらに、Lolシステムの阻害や、特定のリポ蛋白質遺伝子の破壊が、外膜形成を阻害する事を見いだした。外膜構成因子の輸送に中心的な役割を担っている因子は、表層構造に多数存在するリポ蛋白質の中にあり、エンベロープ形成のネットワークとなっている事を示している。本研究は、リポ蛋白質輸送機構の研究成果を一層発展させ、外膜形成機構の全容解明を目的とする。

Research Products

• [Journal Article] Model of mouth-to-mouth transfer of bacterial lipoproteins through inner membrane LolC, periplasmic LolA, and outer membrane LolB. (2009)
  • Author(s): Okuda, S., Tokuda, H.
  • Journal Title: Proc. Natl. Acad. Sci., USA 106 Pages: 5877-5882
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Molecular events involved in a single cycle of ligand transfer from an ATP-binding cassette transporter, LolCDE, to a molecular chaperone, LolA. (2008)
  • Author(s): Taniguchi, N., Tokuda, H.
  • Journal Title: J. Biol. Chem. 283 Pages: 8538-8544
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Diacylglycerol specifically blocks spontaneous integration of membrane proteins and allows detection of a factor-assisted integration. (2008)
  • Author(s): Kawashima, Y., Miyazaki, E., Muller, M., Tokuda, H., Nishiyama, K.
  • Journal Title: J. Biol. Chem. 283 Pages: 24489-24496
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Opening and closing of the hydrophobic cavity of LolA coupled to lipoprotein binding and release. (2008)
  • Author(s): Oguchi, Y., Takeda, K., Watanabe, S., Yokota, N., Miki, K., Tokuda, H.
  • Journal Title: J. Biol. Chem. 283 Pages: 25414-25420
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Introduction of a lethal redox switch that controls the opening and closing of the hydrophobic cavity in LolA. (2008)
  • Author(s): Watanabe, S., Oguchi, Y., Takeda, K., Miki, K., Tokuda, H.
  • Journal Title: J. Biol. Chem. 283 Pages: 25421-25427
  • Peer Reviewed