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Analysis of the assembly of the beta-barrel membrane proteins into the E. coli outer membrane by the EMM assembly assay

Research Project

Project/Area Number 18H06052
Research Category

Grant-in-Aid for Research Activity Start-up

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section 0701:Biology at molecular to cellular levels, and related fields
Research InstitutionUniversity of Miyazaki

Principal Investigator

塩田 拓也  宮崎大学, テニュアトラック推進機構, 准教授 (20819304)

Project Period (FY) 2018-08-24 – 2020-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,300,000、Indirect Cost: ¥690,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
KeywordsBAM複合体 / βバレル型膜タンパク質 / 阻害剤探索 / 大腸菌 / タンパク質輸送 / EMMアセンブリーアッセイ
Outline of Annual Research Achievements

大腸菌等のグラム陰性菌外膜にはβバレル型膜タンパク質が存在し、これらは生育、感染および、毒物の排出等、重要な役割を担う。βバレル型膜タンパク質の外膜への正しい立体構造を伴った組込みは、BAM複合体と呼ばれるタンパク質複合体によって行われる。BAM複合体はBamA, B, C, D, Eの5つのタンパク質から構成されており、近年その立体構造が解かれたが、各サブユニットの役割等は不明なままである。本研究では、研究者が独自に開発したin vitro再構築実験系、EMMアセンブリーアッセイを用いて、各サブユニットの役割の決定を通して、BAM複合体の分子機構の解明を目指す。
これまでに、EMMアセンブリーアッセイによる解析から、BamCはBAM複合体から基質タンパク質を送り出す役割を担っていることを明らかにした。報告されているBAM複合体の立体構造では、BamCはその一部が観察されているのみで、大部分の構造は観察されていなかった。そこで、in vivo部位特異的光架橋法により生細胞内でのBamC分子全体の相互作用マップを作製し、BamCのC末端ドメインがBamAの細胞表層に露出している部分と相互作用していることを明らかにした。この配置は、ミトコンドリアに存在するBAM複合体のホモログSAM複合体に存在するSam37と同様であった。Sam37は、BamCと同様に基質の送り出しに関わるため、両者は同様の分子機構を有していると考えられる。その他、EMMアセンブリーアッセイを用いて、BAM複合体の機能を阻害するペプチド断片を数種決定した。現在、その他のサブユニットの機能解析を進めると共に、阻害ペプチドの作用機構を解析し、機能に重要な領域を決定することを試みている。

Research Progress Status

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(1 results)
  • 2018 Annual Research Report
  • Research Products

    (5 results)

All 2019 2018 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (1 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 1 results,  Open Access: 1 results) Presentation (3 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 2 results)

  • [Int'l Joint Research] Monash University/Biomedicine Discovery Institute/Department of Microbiology(オーストラリア)

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Journal Article] Porin Associates with Tom22 to Regulate the Mitochondrial Protein Gate Assembly2019

    • Author(s)
      Sakaue Haruka、Shiota Takuya、Ishizaka Naoya、Kawano Shin、Tamura Yasushi、Tan Kher Shing、Imai Kenichiro、Motono Chie、Hirokawa Takatsugu、Taki Kentaro、Miyata Non、Kuge Osamu、Lithgow Trevor、Endo Toshiya
    • Journal Title

      Molecular Cell

      Volume: 73 Issue: 5 Pages: 1044-1055

    • DOI

      10.1016/j.molcel.2019.01.003

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] EMM アセンブリーアッセイを用いた外膜タンパク質アセンブリーの分子メカニズム解析2019

    • Author(s)
      塩田 拓也
    • Organizer
      2018年度遺伝研研究会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Analysis of the molecular mechanism of E. coli BAM complex by new method "EMM assembly assay"2019

    • Author(s)
      塩田 拓也
    • Organizer
      EMBO Workshop Current advances in protein translocation across membranes
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Cell cycle-dependent dynamic association of the mitochondrial protein entry gate, TOM complex2018

    • Author(s)
      塩田 拓也
    • Organizer
      第41回日本分子生物学会年会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Invited

URL: 

Published: 2018-08-27   Modified: 2019-12-27  

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