2022 Fiscal Year Annual Research Report
タンパク質膜透過駆動モーター SecA ATPase の駆動力を測定する
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21K19226
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| Research Institution | Nara Institute of Science and Technology |
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Principal Investigator |
塚崎 智也 奈良先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 教授 (80436716)
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| Project Period (FY) |
2021-07-09 – 2023-03-31
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| Keywords | 膜タンパク質 / ナノディスク / 高速AFM |
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| Outline of Annual Research Achievements |
細胞質で合成された新規のタンパク質の多くは、生体膜を越えて輸送される。これは「タンパク質の膜透過」とよばれ、生命維持に不可欠な機構の一つである。細菌においては、SecYEG複合体とSecA ATPaseが複合体を形成し、タンパク質を膜透過させる。生体内では、SecDFなどの因子も反応に関わるが、SecYEGとSecAからなる複合体が、反応最小単位である。この１ユニットをもちいて、基質タンパク質がどのように輸送されているのかを詳細に明らかにすべく研究を進めた。これまでは、基質タンパク質として一つの典型的な外膜タンパク質を用いていたが、新たに二つの基質タンパク質をシグナル配列をもったアンフォールドの状態で精製し、解析に利用できるようになった。昨年度と同様にSecタンパク質はナノディスクに再構成し、原子間力顕微鏡（AFM）でその構造変化の追跡を行った。これら異なる基質を用いて解析したところ、どの条件においてもSecの同一部位の構造変化が捉えられた。これまでの解析が一つの基質であり、今年度三つの基質で同様の変化が認められたことは、Secの反応が基質によらず同じ様式で機能することを強く示唆する。この、タンパク質膜透過反応における時間依存的な１ユニットの構造変化の高速AFM観察結果を取りまとめた。この研究により、タンパク質膜透過の分子メカニズムに関する新たな知見が得られ、膜透過の過程でのタンパク質間相互作用や膜タンパク質の動的挙動を明らかにすることができた。今後の研究では、これらの知見を基に、さらに詳細なメカニズム解明や応用研究への展開を目指す。また、この研究成果は、タンパク質膜透の観測だけでなく、構造変化を伴う様々な膜タンパク質の動的解析に適応できる。
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