2012 Fiscal Year Annual Research Report

膜内タンパク質切断による新規な細胞機能調節機構の研究

Research Project

Project/Area Number	24370054
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
Research Institution	Kyoto University
Principal Investigator	秋山芳展京都大学, ウイルス研究所, 教授 (10192460)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	森博幸京都大学, ウイルス研究所, 准教授 (10243271)
Project Period (FY)	2012-04-01 – 2015-03-31
Keywords	大腸菌 / 膜内タンパク質切断 / 表層ストレス応答 / S2Pプロテアーゼ / PDZドメイン
Research Abstract	大腸菌σE経路表層ストレス応答では、異常外膜タンパク質の蓄積を感知し、2つの膜プロテアーゼDegSとRsePが膜貫通型anti-σEタンパク質RseAを連続的に切断することでストレス応答転写因子σEを活性化させる。2段階目の切断を担うRsePは、S2Pファミリーに属する膜内切断プロテアーゼ(1-CLiP)である。通常RsePは、DegSによって切断された「RseA分解中間体」のみを切断する。この制御にはRsePのペリプラズム領域上に存在する2つのPDZドメイン(PDZ_N,PDZ-C)が関わる。最近Liら(Li et al., 2009)は結晶構造解析とin vitro実験から、DegSによる切断で生じたRseAの新生C末端残基Val148を、RseP PDZ-Cがリガンドとして認識・結合することが、RsePによるRseA分解中間体の切断に必要であると提唱した。そこで我々は、Liらのモデルがin vivoでも適用できるかを検討した。in vivoでは、RseP PDZの推定リガンド結合部位の変異、あるいはPDZ-NCドメインの全欠失ですらRseAモデル基質の切断能に有意な変化は及ぼさなかった。またDegS切断後のRseA分解中間体を模したモデル基質のC末端残基Val148を、他の19種のアミノ酸に置換しても、切断への影響はほとんど見られなかった。これらの結果は、in vivoではPDZドメインによるRseA分解中間体C末端残基の認識は、RsePによる切断に主要な役割を果たしていないことを示唆している。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason RsePによる基質認識機構について、提唱されていたモデルがin vivoでは適用できないことを明確に示し、RsePの作用機能について、重要な知見を得た。
Strategy for Future Research Activity	当初計画通り、基質認識・切断におけるPDZドメインの役割について構造生物学的アプローチも併せて解析し、その調節機構の解明に努める。
Expenditure Plans for the Next FY Research Funding	予想外に消耗品等の経費が掛からなかったために、一部研究費を次年度に繰り越した。翌年度研究が順調に進めば、生化学解析・変異解析等にかなりの費用が必要となることが予想されるので、翌年度経費と併せて使用する。