2021 Fiscal Year Research-status Report
Molecular mechanisms underlying the selective membrane localization of bacterial lipoproteins
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18K05396
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| Research Institution | Morioka College |
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Principal Investigator |
徳田 元 盛岡大学, その他部局等, 名誉教授 (40125943)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
垰 和之 東京大学, アイソトープ総合センター, 助教 (00211996)
村上 聡 東京工業大学, 生命理工学院, 教授 (30300966)
成田 新一郎 山形県立米沢栄養大学, 健康栄養学部, 教授 (30338751)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | ABCトランスポーター / 蛋白質輸送 / 大腸菌 / ペリプラズム / 化学架橋 / 分子シャペロン / Lol因子 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
リポ蛋白質外膜局在化の詳細な分子機構を、大腸菌で解明することを目的に本研究を行っている。これまでに内膜に存在するABCトランスポーターLolCDEによる選別、内膜からの遊離、遊離リポ蛋白質のLolAとの可溶性複合体形成をin vitroで再現する実験系を構築した。すでに明らかにしたように、リポ蛋白質の選別には２位のアミノ酸残基がシグナルとなることをin vitro実験系で示した。最近中国の研究者らによってLolCDEの構造がCryo-電顕で明らかにされている。この構造は、徳田らが生化学的に明らかにしたLolCDEの機能に基づいて説明されている。また、ATPの非加水分解アナログであるAMP-PNPによって引き起こされる構造変化が示唆されている。徳田らも以前からAMP-PNPによって構造変化が起きることを生化学的に明らかにしている。そこで、この構造変化は局所的にどのような因子間相互作用の変化によるかを明らかにすることを試みた。特定の残基を光感受性pBPAで置き替えたLolC、LolEを網羅的に構築して架橋産物を調べた。その結果、LolCDEの活性化型と基底型でLolCとLolE間の架橋が変化する残基を複数見出した。これらのことは、基底型から活性化型へのLolCDEの構造変化を示すものと考えられる。すなわち、膜サブユニットであるLolCとLolEは、活性化型に変化すると相互作用が変化し、これがリポ蛋白質の受け渡しに重要であることを示している。さらに、阻害剤compound２がリポ蛋白質の外膜局在化を阻害する理由は、活性化型へのリポ蛋白質結合が特異的に阻害されるためであることが示唆された。
研究の詳細を研究分担者と議論するために、何度かのオンライン会議を行ったが、実験条件の詳細な検討には班会議が必要である。研究期間を一年再延長して、研究成果を取りまとめ論文として発表したい。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
新型コロナウイルスは終息せず、研究代表者、分担者の所属研究機関では研究に制約を受けた。何より研究進展の傷害となったのは、班会議の開催ができなかったことである。過去の班会議では、徹底的に実験条件を議論し研究を進めてきたが、オンライン会議では詳細な条件の徹底が困難であった。そのため、具体的な実験の進め方に齟齬があり、やり直すことが必要になったこともあった。これまでに明らかになったLolCDEの構造の基底型と活性化型の変化による因子間相互作用の変化は、中心的に重要なLolCDEの機能であると考えられる。これを研究機関の再延長によって具体的に明らかにしたい。
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| Strategy for Future Research Activity |
班会議の開催が可能となることを強く望むが、オンライン会議を、これまでの経験を踏まえ、より効率の良い会議にしたい。場合によっては、感染防御を万全にして班会議を開催することも考慮している。研究機関の再延長によって特に明らかにしたいのは、阻害剤の作用機構とLolCDEの構造変化の関連である。
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| Causes of Carryover |
班会議用の旅費が会議を開催できなかったため未使用となった。今年度使用予定である。
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