2017 Fiscal Year Annual Research Report
Dynamism of a proton-driven protein translocation motor.
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16K14713
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| Research Institution | Nara Institute of Science and Technology |
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Principal Investigator |
塚崎 智也 奈良先端科学技術大学院大学, バイオサイエンス研究科, 准教授 (80436716)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | タンパク質 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
細胞質で合成されたタンパク質が細胞膜を越えて輸送される過程は，すべての生物に保存されている。真正細菌ではモータータンパク質SecA ATPaseがタンパク質膜透過チャネルSecYEG複合体と相互作用し，SecA がATPの加水分解に伴うダイナミックな構造変化を繰り返すことで，タンパク質の膜透過を駆動する。これまでX線結晶構造解析などによりSecタンパク質の構造解析が達成され，構造情報に基づいた機能解析も進められてきた。しかしながら，Secタンパク質によるタンパク質膜透過の動的な解析の報告はなく，タンパク質膜透過反応については不明な点が多く残っている．動的解析を進めるにあたり，タンパク質膜透過反応の煩雑な系を単純化するため，SecYとSecAをリンカーで繋いだ融合タンパク質を用いて，SecY-A/E/G複合体(SecYAEG)を調製し，その機能の解析を進めた．SecYAEGはタンパク質膜透過活性を持ち，Nanodiscと呼ばれる１ユニット再構成系を用いて，基質タンパク質であるproOmpAと相互作用することを明らかにした．動的構造解析は優れた時空間分解能を持つ高速原子間力顕微鏡(高速AFM)を用いて測定を行った．まずNanodiscに再構成されたSecYEGとSecYAEGをSecAが検出できる細胞質側が上向きで固定化することに成功し，SecAがSecY上に位置し構造変化することを確認した．本研究によりSecタンパク質によるタンパク質膜透過の動的解析が進展し，高速AFMによるNanodiscを用いた膜タンパク質の動的解析の手法が確立できた．
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