2013 Fiscal Year Annual Research Report
タンパク質膜挿入に必須の糖脂質ＭＰＩａｓｅとその標的タンパク質との相互作用解析
Publicly Offered Research
| Project Area | Chemical Biology using bioactive natural products as specific ligands: identification of molecular targets and regulation of bioactivity |
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| Project/Area Number |
24102503
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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) |
2012-04-01 – 2014-03-31
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| Keywords | タンパク質膜挿入 / 糖脂質酵素 / MPIase / タンパク質膜透過 |
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| Research Abstract |
膜タンパク質の膜挿入や分泌タンパク質の膜透過を司る分子機構は、根本的な部分ではすべての生物において保存されている。タンパク質膜透過チャンネルSecYEG はタンパク質膜挿入、膜透過のどちらにおいても中心的役割を果たす。タンパク質膜透過・膜挿入機構の詳細を明らかにするため、再構成系を構築して検証したところ、分子量約7kDaの糖脂質が反応に必須であることを見出し、MPIaseと命名し、その構造-機能相関関係を研究した。その結果、MPIaseは基質膜タンパク質と直接相互作用し、膜挿入反応を触媒すること、膜透過チャンネルSecYEGと相互作用し、SecYEGの2量体構造を変化させることを発見した。すなわち、基質膜タンパク質とSecYEGはMPIaseのリガンドであることを示した。
タンパク質膜挿入はそのその生合成に共役して進行するが、脂質部分を欠く可溶性のMPIase誘導体は膜タンパク質合成時に共存させておくと、膜タンパク質と可溶性の複合体を形成した。この複合体は膜挿入活性を保持していることから、MPIaseは膜タンパク質用のシャペロン活性をもっていると言える。MPIaseを酢酸処理し、リン酸を除去すると膜タンパク質と相互作用しなくなったことから、MPIaseのリン酸基はこの相互作用に必須であることが判明した。
SecYEGのSecGサブユニットは膜を2回貫通するタンパク質であり、膜透過反応に共役して配向性の反転ー回復サイクルを繰り返すことを見出しているが、このSecGサイクルにはMPIaseが必須であった。MPIaseによりSecYEGの2量体構造が変化し、その結果SecGの反転が可能となるため膜透過活性が著しく促進されることを明らかにした。
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| Current Status of Research Progress |
Reason
25年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
25年度が最終年度であるため、記入しない。
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