2017 Fiscal Year Annual Research Report
Molecular mechanism for quality control of bacterial outer membrane by the periplasmic protease BepA
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15K07008
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| Research Institution | Morioka College |
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Principal Investigator |
成田 新一郎 盛岡大学, 栄養科学部, 教授 (30338751)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 細胞内タンパク質分解 / 表層ストレス応答 / 細菌細胞表層 / プロテアーゼ / シャペロン / 外膜タンパク質 / ジスルフィド結合 / タンパク質間相互作用 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
BepAはグラム陰性細菌のペリプラズム空間に存在するタンパク質であり、外膜タンパク質のアセンブリーを促進するシャペロンとして働くとともに、アセンブリーに失敗した外膜タンパク質を分解するプロテアーゼとしても働く。BepAはカルボキシル末端側にTPRドメインを持ち、この領域で基質と相互作用することが予想されている。BepAのTPRドメインを構成する全てのアミノ酸残基を対象に、光架橋性非天然アミノ酸pBPAへの置換および光架橋実験を行い、BepAのTPRドメインが、外膜タンパク質の膜組込みに働くBAM複合体や、リポ多糖の輸送に働く外膜タンパク質LptDと相互作用することを明らかにした。
最終年度は生化学的解析により同定されたBepAのアミノ酸残基を、TPRドメインの立体構造にマッピングし、その結果をもとにBepAの作業モデルを構築した。本研究課題と関連した共同研究の成果として、BepAのTPRドメインの立体構造がX線結晶構造解析により明らかとなった。BepAのTPRドメインは4つのTPRモチーフからなり、2つのサブドメインが存在していた。N末端側サブドメインが他のTPRドメインによく見られるようなポケット様構造をとっているのに対し、C末端側サブドメインは小さなキャビティを形成していた。光架橋実験によりBAM複合体やLptDと近接することがわかったBepAのアミノ酸残基を結晶構造にマッピングしたところ、BepAは主にC末端側サブドメインでBAM複合体と相互作用することが明らかとなった。一方、LptDと近接することがわかった2つのアミノ酸残基は、それぞれN末端側とC末端側のサブドメインと相互作用することがわかった。これらのアミノ酸残基はBAM複合体とも相互作用することから、LptDをBepAからBAM複合体へと移行させる際のスイッチとして働く可能性が示唆された。
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