2022 Fiscal Year Annual Research Report
in vivo光架橋法による生細胞内での新生ポリペプチド鎖の迅速な動態変化の解析
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20K15715
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| Research Institution | Nara Institute of Science and Technology |
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Principal Investigator |
宮崎 亮次 奈良先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 助教 (30827564)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 新生ポリペプチド鎖 / in vivo光架橋法 / VemP / 翻訳伸長停止 / Secトランスロコン / PpiD / YfgM / AlphaFold 2 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
タンパク質が機能するためには、合成後に適切な場所に輸送され、適切な構造を形成する必要がある。この過程は、翻訳完了後にリボソームから離れた後だけではなく、翻訳途上時のリボソームと結合した新生ポリペプチド鎖の状態でも進行する。最近、新生鎖自身が機能を持つことも明らかになり、新生鎖の構造状態や細胞因子との相互作用の理解は重要性を増しつつある。しかし、生細胞内で迅速に進行する新生鎖の動態変化を解析した報告はほとんどない。
本研究は、新生ポリペプチド鎖状態が安定なVemPをモデル基質とし、in vivo光架橋法を用いて細胞内での迅速な新生鎖の相互作用動態変化の解析を行う。それにより、未解明のVemPの翻訳停止解除の分子機構を解明すると共に、生細胞内での新生ポリペプチド鎖の迅速な相互作用の動態変化を分子レベルで解析できることを実証することを目的とする。
これまでに、VemPを対象とした系統的な光架橋解析等から、PpiDという機能未知の膜タンパク質がVemPと相互作用し、その膜透過に働くこと、PpiDと複合体を形成するYfgMも同様にVemP膜透過に重要であることを見出した。当該年度では、in vivo光架橋法やAlphaFold 2による構造予測を用いてPpiD/YfgM複合体によるVemP新生鎖の膜透過機構の解明を試みた。その結果、PpiDとYfgMの相互作用の詳細を明らかにすると共に、PpiD/YfgMとSecトランスロコンとの複合体モデルを提唱することができた。このモデルではPpiDの大きな親水性ドメインがSecトランスロコン出口近傍に配置され、膜透過された新生鎖と直接相互作用できると思われる。このように、本研究では、VemPを新生鎖モデル基質として用いた解析から、細胞内での新生鎖の相互作用動態を解析できることを実証し、新生鎖の膜透過に関わる新たな因子を同定することができた。
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