2022 Fiscal Year Annual Research Report
細菌Ⅲ型分泌装置構成因子が受ける新奇な翻訳後多段階プロセシングの分子機構
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19K06562
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
檜作 洋平 京都大学, 医生物学研究所, 助教 (70568930)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 大腸菌 / べん毛 / Rhomboid / 膜内タンパク質分解 / 膜内切断プロテアーゼ / 基質認識機構 / 構造解析 / S2P |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、申請者が見出した細菌べん毛III型分泌装置構成因子FliOの翻訳後多段階プロセシングについて、切断と修飾の二点の解析を通して膜タンパク質の新たな翻訳後機能調節機構にアプローチするものである。最終年度となる本年度は、大腸菌膜内切断プロテアーゼGlpGの新奇生理的切断基質としてのFliOの基質認識・切断機構の解析を以下のように行った。in vivoでの機能解析やFliOの動態解析、架橋法を用いたGlpG―FliO相互作用解析を進め、さらに昨年度に論文として発表した高親和性・高感度のPAタグを用いて大腸菌染色体からPAタグを付加したFliOを発現する改変株を構築し、染色体レベルのFliOの切断・修飾動態を明らかにした。本研究期間中に得られた成果と合わせて論文投稿準備中である。また、本年度は申請者らが決定した大腸菌膜内切断プロテアーゼの一つであるRsePの新規X線結晶構造に基づいた変異体機能解析や生化学的解析を通して、阻害剤作用機序及び基質結合様式を明らかにし、さらに分子内ゲートの構造変化を介した新規の基質取り込み・切断制御機構を提案した。この成果は学術雑誌Science Advances上で発表した。
本研究期間全体の成果としては、FliOの多段階翻訳後プロセシングの一端であるGlpGによる膜内切断の分子機構の詳細解析を行い、二か所の切断部位での認識機構の共通性と相違点を明らかにし、各部位での残基レベルの相互作用様式を明らかにする等の成果を得た。これは細菌の病原性にも関わるべん毛構築の制御機構の解明につながる重要な成果である。また、技術的な成果としてPAタグを用いたタンパク質の抗体ラベリング技術の改良を行い、論文として発表した。この技術は任意のタンパク質に非破壊的に抗体を結合させることを可能とし、高収量・高純度のタンパク質精製や構造解析にも応用できる可能性がある。
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[Journal Article] Mechanistic insights into intramembrane proteolysis by E. coli site-2 protease homolog RseP2022
Author(s)
Y.Imaizumi, K.Takanuki, T.Miyake, M.Takemoto, K.Hirata, M.Hirose, R.Oi, T.Kobayashi, K.Miyoshi, R.Aruga, T.Yokoyama, S.Katagiri, H.Matsuura, K.Iwasaki, T.Kato, M.K.Kaneko, Y.Kato, M.Tajiri, S.Akashi, O.Nureki, Y.Hizukuri, Y.Akiyama
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Journal Title
Science Advances
Volume: 8
Pages: eabp9011
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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