2005 Fiscal Year Annual Research Report
大腸菌におけるタンパク質細胞質膜挿入に関与する膜内在性新因子の構造と機能解析
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17570090
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
西山 賢一 東京大学, 分子細胞生物学研究所, 助教授 (80291334)
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| Keywords | タンパク質膜挿入 / SRP / SecYEG / 分泌 / 大腸菌 / MtlA / 再構成 |
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| Research Abstract |
大腸菌において膜内在性タンパク質は、その合成に共役して膜挿入することが知られている。疎水性の強い膜貫通領域はシグナル認識粒子(SRP)とSRP受容体(SR)により膜にターゲットされ、タンパク質膜透過装置(SecYEG)上で膜挿入が進行すると考えられている。我々はMtlA(膜を6回貫通)を膜挿入基質として膜挿入反応の再構成系を確立した。その結果、MtlAの膜挿入にはSRP/SRとSecYEGのみでは不十分であることが判明した。膜挿入反応に関与すると考えられているYidCの添加によってもMtlAの膜挿入は観察されなかった。再構成系を利用してMtlAの膜挿入に必要な因子を検索・精製したところ、SDS-PAGE上で約8kDaの因子を細胞質膜から得ることができた。すなわち、MtlAの膜挿入はSRP/SR、SecYEG、本因子により再構成することができた。この因子はプロテイナーゼK消化により失活するため、タンパク質であると考えられたが、ペプチド部分は分子の一部分であった。他の大部分は糖成分と脂質成分であることが判明した。因子の糖部分を弱塩酸処理で、脂質部分を弱アルカリ処理により分解したところ、膜挿入活性は完全に消失した。これらのことから、因子を構成しているペプチド、糖、脂質成分はすべて活性に必須であることが明らかとなった。大腸菌外膜の主要成分は糖脂質であるLPSである。LPSにはペプチド構造は存在しないものの、本因子との類似性が予想された。LPS合成系の変異株(Re変異株)を調べたところ、因子の分子量が大きく低下していた。さらに、この株から因子を精製したところ、膜挿入活性は大幅に低下していた。また、この変異株には分泌タンパク質前駆体の蓄積が観察された。以上のことから、因子はLPS誘導体であり、in vivoでも因子は膜挿入反応に関与することが示された。
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