2022 Fiscal Year Annual Research Report
シャペロン様糖脂質MPIaseの膜上挙動観察と膜タンパク質膜挿入促進剤の開発
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20K05738
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| Research Institution | Suntory Foundation for Life Sciences |
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Principal Investigator |
藤川 紘樹 公益財団法人サントリー生命科学財団, 生物有機科学研究所・構造生命科学研究部, 研究員 (50755874)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 膜タンパク質膜挿入 / シャペロン様糖鎖 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
大腸菌の膜タンパク質膜挿入活性を持つ糖脂質MPIaseの作用機構解明に向けて、各種合成類縁体を用いた構造活性相関研究を実施した。ドッキングシミュレーションの結果、グルコサミン6位のAc基は、基質タンパク質との疎水性の相互作用が示唆されたため、Ac基をF基、OMe基、OBz基などの疎水性の置換基に改変した類縁体を合成し、Ac基の役割を議論する事とした。また、マンノサミンのカルボシル基は、基質タンパク質の塩基性アミノ酸(リジン、アルギニン)との静電的な相互作用が示唆されたため、カルボン酸の酸性を潰したメチルエステル体を合成し、カルボキシ基の活性への寄与を調べる事とした。ピロリン酸については、モノリン酸体やリン酸基を持たない類縁体を合成する事で、活性への寄与を調べる事とした。また、糖鎖長の活性への影響を調べる目的で、6糖ピロリン脂質(mini-MPIase-6)や9糖ピロリン脂質(mini-MPIase-9)、および6糖リン酸体や9糖リン酸体を合成した。得られた類縁体を用いた膜タンパク質膜挿入活性試験の結果、グルコサミン6位には、コンパクトで適度な疎水性を持った置換基が必要である事、マンノサミンのカルボキシ基が活性に寄与している事、ピロリン酸が活性に寄与しており、モノリン酸では不十分である事、糖鎖長に依存して膜タンパク質の膜挿入活性が向上する事、用いた基質タンパク質(3L-Pf3ファージコートタンパク質)に対しては、9糖あたりからタンパク質の凝集抑制活性が現れる事が明らかとなった。また、MPIase類縁体と膜シャペロンYidCを共再構成したところ、6糖以上のMPIase類縁体でYidCとの協奏効果が確認された。
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[Journal Article] Role of a bacterial glycolipid in Sec-independent membrane protein insertion.2022
Author(s)
Kaoru Nomura, Shoko Mori, Kohki Fujikawa, Tsukiho Osawa, Shugo Tsuda, Kumiko Yoshizawa-Kumagaye, Shun Masuda, Hideki Nishio, Taku Yoshiya, Takao Yoda, Masafumi Shionyu, Tsuyoshi Shirai, Ken-Ichi Nishiyama, Keiko Shimamoto
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Journal Title
Scientific reports
Volume: 12
Pages: 12231
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Intermolecular Interactions between a Membrane Protein and a Glycolipid Essential for Membrane Protein Integration.2022
Author(s)
Shoko Mori, Kaoru Nomura, Kohki Fujikawa, Tsukiho Osawa, Masafumi Shionyu, Takao Yoda, Tsuyoshi Shirai, Shugo Tsuda, Kumiko Yoshizawa-Kumagaye, Shun Masuda, Hideki Nishio, Taku Yoshiya, Sonomi Suzuki, Maki Muramoto, Ken-Ichi Nishiyama, Keiko Shimamoto
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Journal Title
ACS chemical biology
Volume: 17
Pages: 609-618
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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