リボソーム品質管理機構に関わる大腸菌Lonプロテアーゼの活性調節機構

• Project/Area Number: 14037242
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Biological Sciences
• Research Institution: Hiroshima University
• Principal Investigator: 黒田 章夫 広島大学, 大学院・先端物質科学研究所, 助教授 (50205241)
• Project Period (FY): 2002
• Project Status: Completed(Fiscal Year 2002)
• Budget Amount: ¥2,900,000 (Direct Cost : ¥2,900,000); Fiscal Year 2002 : ¥2,900,000 (Direct Cost : ¥2,900,000)
• Keywords: ポリリン酸 / プロテアーゼ / リボソーム / シャペロン / 大腸菌

Research Abstract

Lonプロテアーゼはポリリン酸と複合体を形成することによってリボソームタンパク質を効率よく分解する。最初に57種類存在するリボソームタンパク質のうち、Lonプロテアーゼ-ポリリン酸複合体の基質となるものの同定を行った。大腸菌より調整したリボソームから高濃度の塩化リチウムによりリボソームタンパク質を抽出し、陽イオン交換クロマトグラフィーにより分離した。それぞれのリボソームタンパク質について、Lonプロテアーゼ-ポリリン酸複合体による分解を調べた結果、これまでに明らかとなっているS2,L9,L13のほかに、L1,L3,L6,L24などがLonプロテアーゼ-ポリリン酸複合体により分解されることが明らかとなった。次にLonプロテアーゼにおけるポリリン酸結合領域の決定を行った結果、784アミノ酸からなるLonプロテアーゼのうち、272番目から350番目の領域にポリリン酸が結合することが明らかとなった。この領域は比較的親水性に富んではいるものの、これまでに知られているポリリン酸結合モチーフの配列はみられなかった。次に電子顕微鏡によるLonプロテアーゼ-ポリリン酸複合体の構造解析を行った。一般的によく行われるネガティブ染色法ではうまく染まらなかったため、白金を用いた低角度回転蒸着法により観察を行った。その結果、Lonプロテアーゼがリング状に重合した巨大な複合体と考えられる像が得られた。このリング状の構造がLonプロテアーゼの基質特異性の変化に重要であると思われた。

Research Products

• [Publications] 黒田章夫, 野村和孝, 大竹久夫: "蘇るか分子化石-長鎖ポリリン酸による蛋白質分解酵素の活性調節"蛋白質核酸酵素. Vol47 No.7. 801-807 (2002)