2016 Fiscal Year Annual Research Report
膜タンパク質構造形成装置としての小胞体トランスロコンの機能解明
| Project/Area Number |
16H04766
|
|---|
| Research Institution | University of Hyogo |
|---|
Principal Investigator |
阪口 雅郎 兵庫県立大学, 生命理学研究科, 教授 (30205736)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
|
| Keywords | 膜タンパク質 / トランスロコン |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
真核細胞内での膜タンパク質の特異的局在化、膜組み込みは細胞の生命活動に必須の過程である。リボソームから伸長する新生ポリペプチド鎖の、トランスロコンによる取扱い様式、配列の認識、トランスロコンの識別部位などを明らかにすることを目的として本研究課題を遂行した。(1)中程度の疎水性を持つ新生鎖でも、化学架橋可能な程度トランスロコンに保持されること、その際には後続の疎水性配列のトランスロコンへの進入を妨げない状況にあることを見出した。一方、正電荷によって強制的にトランスロコンで停止させた親水性配列では、後続の疎水性配列の進入が許容されない。中程度の疎水性配列はトランスロコンの第2の機能部位に存在すると結論された。この新規機能部位を同定するために、部位特異的化学架橋を計画した。部位を規定するために、トランスロコントンネルタンパク質Sec61分子に単一のCys残基を導入し、それを定常発現するHEK293細胞を樹立し、一連のCys部位をスキャンしたSec61を発現する細胞株群を作成した。特異的な部位にCysを導入したモデルポリペプチドについて、化学架橋反応を実行し、配列の疎水性度と化学架橋するSec61の部位との関連を精査している。(2)膜タンパク質の小胞体標的化を抑制するモチーフ（ETSモチーフ）結合因子につては、精製同定に成功し、ノックダウン実験にも成功し、ETSを識別する因子であることが確認できつつある。困難な生化学的精製に成功したことは特筆に当たると考えている。(3)新規フォールディングプローブを用いた膜透過因子群の解析では、トランスロコンでの一時的膜透過停止を検知できることを示した。これをプローブとして用いて、シグナル配列の作用様式、疎水性配列の透過状況、正電荷配列の透過抑止状況を、一連のトランスロコン関連遺伝子群のノックアウト株で調べるプロジェクトを進行中である。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
無細胞タンパク質合成-膜透過実験系を駆使して、中程度疎水性配列のトランスロコンによる認識を明らかにしたことは特段の進展である。トランスロコンに収納される新生鎖の配列によって、後続の疎水性配列の膜組み込みが影響されることや、その影響の程度が異なることから、トランスロコンは単純なトンネル形成タンパク質ではなく、中程度の疎水性の配列を保持する第2の機能部位を有することを提唱した。膜タンパク質の小胞体標的化回避でも、モチーフを明らかにしたのみならず、それに作用する因子を精製し、同定し、機能を確認するまで至ったことは、期待以上の進展であったと考えている。
|
| Strategy for Future Research Activity |
今後は、設定できた部位特異的な架橋反応を最適化して、配列とトランスロコン内での存在部位との関連を明らかにする。小胞体回避についても、作用因子の機能の生化学解析を進め、細胞生物化学分野に「小胞体標的化抑制因子」の概念を定着させる。フォールディングプローブについては、期待以上に多様な場面で応用可能なことがわかってきている。これで明らかになる、遺伝子変異とトランスロコン作用の質的変動との関連を追及する予定である。
|
