2020 Fiscal Year Annual Research Report
Structure and function of glycolipozyme MPIase involved in protein translocation across and insertion into membranes
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17H02209
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| Research Institution | Iwate University |
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Principal Investigator |
西山 賢一 岩手大学, 農学部, 教授 (80291334)
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2017-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | タンパク質膜挿入 / MPIase / TAT膜透過 / YncL / CdsA |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、大腸菌におけるタンパク質膜挿入に必須の糖脂質MPIaseの構造・機能の関係を明らかにするために再構成系を駆使して研究を進めている。昨年度までに開発した再構成系を用いて、タンパク質の膜挿入だけでなく、フォールディング、さらには高次複合体形成過程について、F0F1-ATPaseのcサブユニット（F0c）を基質に用いて解析を進めた。F0cは糖脂質MPIaseとYidCに依存して膜挿入した後、YidCと膜シャペロンUncIの作用により11量体の形成が観察され、これらの過程を試験管内で完全再構成することに成功した。
MPIaseの生合成に関わる生合成酵素として、リン脂質生合成にも関わるCdsAを同定した。MPIase生合成にはCdsAだけでは不十分であり、追加の膜因子が必要であることを見出し、この因子を精製したところ、分子用約3kDaのYncLタンパク質であることが判明した。YncLはCdsAの活性を制御するスイッチタンパク質であると考えられる。YncLをコードする遺伝子を破壊したところ、温度感受性を示した。このことは低温下で同様の機能をもつ因子が存在し、MPIaseの低温誘導に関わっている可能性が示唆された。
TATタンパク質膜透過経路では、すでに構造を形成した後に膜透過する分泌タンパク質が輸送される。TAT膜透過は発見以来20年以上が経過しているが、未だに再構成が成功したという報告はなされていない。MPIaseがTAT膜透過にも関与している可能性を検証した結果、MPIase枯渇条件下でTAT膜透過が完全に阻害されることが判明し、MPIaseがTAT膜透過に必須であることを明らかにした。TatABCとMPIaseを共に再構成し、プロトン駆動力を形成したところ、TAT膜透過活性が検出された。この結果はTAT膜透過が再構成された初めての例となった。
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| Research Progress Status |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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