1998 Fiscal Year Annual Research Report
AAAプロテアーゼFtsHの構造と機能に関する研究
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10163232
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| Research Institution | Kumamoto University |
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Principal Investigator |
小椋 光 熊本大学, 医学部, 助教授 (00158825)
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| Keywords | ATPase / プロテアーゼ / ATP加水分解 / カゼイン / ペプチド / 生体膜 / 蛋白-蛋白相互作用 |
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| Research Abstract |
FtsHプロテアーゼがもつAAA型ATPaseを特徴づけるSRHモチーフが、FtsHのATPase活性に重要であることを明らかにした。その結果と、最近発表されたAAA蛋白の一つNSFの結晶構造をもとに、ATP加水分解におけるSRHの機能を説明するモデルを提唱した。このモデルにおいて、FtsHはオリゴマーを形成し、ATPを結合しているFtsHのSRHとその隣に位置するFtsHのSRHがATPのγリン酸基と相互作用し、共にATPの加水分解に関わる。特に、隣の分子のSRHのアルギニン残基は、低分子量G蛋白のパートナー蛋白GAPに存在し、GTPの加水分解に働くアルギニンフインガーと機能的に類似している。FtsHの構造解析とシャペロン機能の解析のため、ATPaseドメインだけを分離したところ、これらはモノマーとして存在し、ATPase活性を示さなかった。このこともFtsHのATPase活性には、オリゴマー形成が必要であるという考えと一致する。なお、FtsHがオリゴマーを形成することは、生化学的にも電顕観察でも証明されており、N末端側の膜貫通配列とペリプラズム領域が重要である。カゼインが、FtsHの良い基質となることを発見し、試験管内プロテアーゼ活性のアッセイ系を確立できた。この系において、FtsHのNTP分解活性とプロテアーゼ活性には強い相関関係が認められた。このNTP分解活性とプロテアーゼ活性の相関関係は、ペプチド基質についても観察されたので、ATP(NTP)の加水分解は、蛋白基質の巻き戻しに必要であるという考えでは説明しにくい。カゼインが基質として使えることが分かり、今後基質とFtsHの相互作用についての詳細な解析の道が開かれた。
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[Publications] Tatsuta,T.: "Heat shock regulation in the ftsH null mutant of Escherichia coli;dissection of stability and activity control mechannisms of σ^<32> in vivo." Mol.Microbiol.30. 583-593 (1998)
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[Publications] Tomoyasu,T.: "Levels of DnaK and DnaJ provide tight control oh heat shock gene expression and protein repair in Escherichia coli." Mol.Microbiol.30. 567-581 (1998)
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[Publications] Akiyama,Y.: " Roles of the periplasmic domain of Escherichia coli. FtsH(HflB)in protein interactions and activity modulation." J.Biol/Chem.28. 22326-22333 (1998)
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[Publications] Ogura,T.: "Balanced biosynthesis of major membrane components through regulated degradation of the committed enzyme of lipid A biosynthesis by the AAA protease FtsH(HflB)in Escherichia coli." Mol.Microbiol.31. 833-844 (1998)
