2011 Fiscal Year Annual Research Report
大腸菌におけるジアシルグリセロールの生理的意義の解明
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21570110
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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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| Keywords | 大腸菌 / ジアシルグリセロール / タンパク質膜挿入 / 自発的膜挿入 / MPIase / 機能的膜タンパク質合成 / SecG / 再構成 |
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| Research Abstract |
大腸菌において膜タンパク質はいくつかの経路を経て膜挿入するが、シグナル認識粒子や膜透過チャネルに依存しない経路は、疎水的相互作用により自発的に膜挿入すると考えられてきた。一方申請者らは、自発的膜挿入反応は生理的濃度のジアシルグリセロール(DAG)が欠如するために起こること、実際の膜挿入は糖脂質MPIaseに依存して起こることを証明した。DAGは実際にin vivoでも自発的膜挿入の抑制に関与することを証明するため、DAG枯渇株を構築し、その株における膜挿入反応を解析することを試みている。23年度は、DAG生合成に関与する可能性のある遺伝子や非特異的なフォスファターゼをコードする遺伝子の多重変異株を構築した。それらはmdoB、pgpB、eptB、pgpA、bacA、phoA、aphA、gutQの8種である。この8重変異株のDAG発現は大幅に低下しており、生育が低温感受性となった。DAGは膜の流動性にも関与するので、低温感受性となるのは妥当な結果と言える。現在も多重変異株の構築を続行している。一方、膜挿入に必須の因子MPIaseの一次構造を完全に決定し、その構造-機能相関関係を調べた。MPIaseはアセチル化された3種アミノ糖からなる繰り返しをもつが、アセチル基は膜挿入に必須であった。さらに、脂質部分を欠いた可溶性MPIase(sMPIase)は膜挿入活性をもっていること、sMPIaseは膜タンパク質と可溶性の複合体を形成することを明らかにした。これらのことから、糖鎖部分のわずかに疎水的なアセチル基が膜タンパク質との相互作用に必須であり、膜タンパク質はMPIaseと相互作用した後に膜挿入することが考えられる。また、sMPIaseが活性を保持しているという結果から、DAGによる自発的膜挿入の抑制効果とMPIaseによる膜挿入促進は独立した現象であることが明らかになった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
脂質生合成系の複雑さ故にDAG枯渇株の構築がやや遅れているが、DAGが減少する株を構築することに成功し、低温感受性を示すことを明らかにした。あと1～2個の遺伝子破壊によりDAG枯渇株の構築が達成されると見込んでいる。MPIaseの構造機能解析に関しては、計画以上の進展がみられた。これらのことを総合的に判断し、「おおむね順調に進展している」とした。
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| Strategy for Future Research Activity |
24年度は本研究の最終年度に当たるので、DAG枯渇株の構築を完了させ、当初の計画通り一連の研究を遂行し、論文発表等を行う。
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