1992 Fiscal Year Annual Research Report
スーパーシグナルペプチドの開発と有用タンパク質の分泌生産への応用
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02558018
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
水島 昭二 東京大学, 応用微生物研究所, 教授 (50013313)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
松山 伸一 東京大学, 応用微生物研究所, 助手 (50183108)
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| Keywords | タンパク質の分泌 / シグナルペプチド / スーパーシグナルペプチド / シグナルペプチド正荷電域 / シグナルペプチド疎水域 / 人工シグナルペプチド / 大腸菌 / タンパク質の膜透過 |
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| Research Abstract |
モデルタンパク質RroOmpF-Lppの誘導体を用いて以下の研究成果を挙げた。
1.シグナルペプチドの中央疎水領域の役割:〔Leu〕n系列を用いて、全疎水性が強くなると、膜酸性リン脂質要求性が弱くなること、また酸性リン脂質と強く結合する薬剤(Doxorubicin,Polylysine)による膜透過能の阻害が見られることを明らかにした。
2.中央疎水領域とN末端正荷電領域の機能の関連性:〔AlaLeu〕n系列においても、疎水度が高くなるとN末端正荷電要求性が低くなることを明らかにした。N末端正荷電がないと高濃度のSecAを要求すること、それは正荷電がSecAに対する分泌型タンパク質の高い親和性に関与しているためであることも明らかにした。またこれらの研究より、タンパク質の膜透過では、まず細胞質中のSecAが分泌型タンパク質を認識し、しかる後に膜上の分泌装置へと運搬するとの機構が強く示唆された。
3.C末端領域の構造と機能の関連性:C末端領域についての直接の情報は得られなかったが、C末端に続く成熟型N末端のコンホメーションが細胞質膜透過とともに、外膜透過にも重要な役割を果していることを明らかにすることができた。
4.In vitro実験系を用いての解析:疎水領域が長くなるとN末端正荷電がなくても膜透過しうることを、in vitroでも示すことができた。一方、応用上注目すべきシグナルペプチドを作成するまでには至らなかった。
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[Publications] M.Kato et al.: "In vitro translocation of secretory proteins possessing no charges at the mature domain takes place efficiently in a protonmotive force-dependent manner." J.Biol.Chem.267. 413-418 (1992)
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[Publications] L.Bruncage et al.: "SecY,SecE and band 1 form the membrane-embedded domain of E.coli preprotein translocase." J.Biol.Chem.267. 4166-4170 (1992)
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[Publications] C.Hikita.et al.: "Effects of total-hydrophobicity and length of the hydrophobic domain of a signal peptide on in vitro translocation efficiency." J.Biol.Chem.267. 4882-4888 (1992)
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[Publications] K.Nishiyama et al.: "The C-terminal region of SecE interacts with SecY and is functional in the reconstitution of protein translocation activity in Escherichia coli." J.Biol.Chem.267. 7170-7176 (1992)
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[Publications] S.Matsuyama et al.: "Overproduction,purification and characterization of SecD and SecF,integral membrane components of the protein translocation machinery of Escherichia coli." Biochim.Biophys.Acta. 1122. 77-84 (1992)
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[Publications] C.Hikita et al.: "The requirement of a positive charge at the amino terminus can be compensated for by a longer central hydrophobic stretch in the functioning of signal peptides." J.Biol.Chem.267. 12375-12379 (1992)
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[Publications] H.Takamatsu et al.: "In vivo and in vitro characterization of the SecA gene product of bacillus subtilis." J.Bacteriol.174. 4308-4316 (1992)
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[Publications] S.Matsuyama et al.: "Large-scale production of membrane proteins fused to a truncated SecA in Escherichia coli." Biosci.Biotech.Biochem.56. 1512-1514 (1992)
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[Publications] S.Matsuyama et al.: "SecD is involved in the release of translocated secretory proteins from the cytoplasmic membrane of Escherichia coli." EMBO J.12. 265-270 (1993)
