膜結合型プロテアーゼ複合体とその多様な機能:大腸菌FtsH複合体の解析

1998 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 10163222
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 秋山 芳展 京都大学, ウイルス研究所, 助手 (10192460)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 伊藤 維昭 京都大学, ウイルス研究所, 教授 (90027334)
• Keywords: FtsH / HflKC / タンパク質分解

Research Abstract

FtsHは大腸菌のATP依存性膜結合型プロテアーゼである。我々はFtsHが複合体を形成し得なかった膜複合体サブユニット(SecYやFoaなど)の分解に関わること、FtsHがホモオリゴマーを形成するとともに、膜タンパクHflK/HflCともへテロ複合体を形成することを示してきた。本年度は以下のような結果を得た。(1)FtsHのぺリプラズム領域の役割の解析:FtsHのペリプラズム領域の欠失変異及びランダムな挿入変異を作製し解析した結果、ペリプラズム領域はFtsHのホモオリゴマー形成、HflKCタンパク質との相互作用に重要であり、ペリプラズム欠失体はin vivoではSecYの分解は野生型と同定でに起こすが、CΙΙ蛋白質の分解能が低いことを見いだした。(2)FtsHの変性タンパク質結合能の解析:FtsHはATP非依存的に変性させたアルカリ性ホスファターゼ(PhoA)に結合するが、native PhoAには結合しないこと、精製FtsHが37℃加温により凝集体を作るが、ATPがこれを抑制することを見いだした。(3)FtsHの新たな基質膜タンパク質YccAの解析:7回膜貫通型タンパク質YccAがFtsHいより分解されること見いだした。変異型YccA(YccAll)はFtsHによる他の基質の分解を阻害する。その解析から、膜蛋白基質と可溶性タンパク質基質では、部分的に異なる経路によりFtsHに分解されること、この「分化」にHflKCが関与することを提唱した。

Research Products

• [Publications] Yoshinori Akiyama: "Polypeptide-binding of Escherichia coli FtsH(HflB)" Molecular Microbiology. 23. 803-812 (1998)
• [Publications] Akio Kihara: "Differential pathways for protein dogradation by the FtsH/HflKC mimbrane-embeded proteale complex: an implication from the interference by a mutant form of new substanse" Journal of Molecular Biology. 279. 175-188 (1998)
• [Publications] Yoshinori Akiyama: "Roles of the periplasmic domain of Escherichiacol: FtsH(HflB)in protein interactions and actinty modulation" Journal of Biological Chemistry. 273. 22326-22333 (1998)