2015 Fiscal Year Annual Research Report
タンパク質膜透過・膜挿入に必須の糖脂質酵素MPIaseの構造と機能
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25291009
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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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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | タンパク質膜挿入 / 糖脂質酵素 / MPIase / CdsA / リン脂質生合成 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
膜タンパク質はその生合成に共役し多くの因子の協調的な作用により膜挿入する。我々はタンパク質膜挿入の再構成系を構築し、膜挿入に必須の因子MPIaseを同定した。MPIaseはその酵素的な作用にもかかわらず糖脂質であったことから、「糖脂質酵素（Glycolipoz
yme）」という概念を提唱した。MPIaseの構造を決定したところ、新規化合物であったため、生合成経路を予測し、関与する遺伝子を検索した。その結果、前年度までにcdsA遺伝子ynbB遺伝子を同定した。これらの遺伝子を欠失させるとMPIaseの発現量が激減し、さらに膜タンパク質や分泌タンパク質の前駆体が蓄積することを見出した。すなわち、in vitro実験系で同定したMPIaseはin vivでも同様の機能をもつことを明らかにした。しかし、CdsAは全てのリン脂質生合成前駆体であるCDP-DAG生合成酵素として知られている因子である。cdsA遺伝子は必須遺伝子であるが、リン脂質生合成は細胞にとって必須であるため、MPIaseが菌の生育に必須かどうかは結論できなかった。Tam41は酵母ミトコンドリアのタンパク質であり、CDP-DAG生合成活性をもつことが知られている。Tam41とCdsAには全く相同性がないため、Tam41にはMPIase生合成活性はないと考えた。cdsA、ynbB遺伝子破壊株にTam41を導入した株を構築し、その生育やタンパク質膜挿入反応、リン脂質生合成活性について調べた。その結果、Tam41を発現させることによりリン脂質生合成は正常になったが、MPIase生合成は阻害されたままであった。このとき、タンパク質膜挿入は阻害されたままであり、生育も回復しなかった。これらの結果から、MPIaseは菌の生育に必須であることが明らかとなった。
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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
MPIaseの生合成第一段階の遺伝子を同定したのち、MPIaseが菌の生育やタンパク質膜挿入に必須であることを証明し、現在論文投稿中である。計画書に記した以上に進展していると言えるが、まだ論文が受理されていないので、[（２）おおむね順調に進展している。」と評価した。
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| Strategy for Future Research Activity |
MPIase生合成第一段階の酵素の同定・機能解析がほぼ終了したため、第二段階以降の酵素の同定・機能解析を進める。さらに、MPIaseと膜タンパク質の相互作用について、表面プラズモン吸収やFRET分析により詳細に調べ、MPIase依存の膜挿入反応に関して分子機構を明らかにする。
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| Causes of Carryover |
年度末に研究補助員雇用にかかる保険料率が変更になったため、繰越金が生じた。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
28年度研究の消耗品代に組み込み、変異体解析実験を増やす。
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