| Project/Area Number |
22K15061
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Basic Section 43030:Functional biochemistry-related
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| Research Institution | Nara Institute of Science and Technology |
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Principal Investigator |
Miyazaki Ryoji 奈良先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 助教 (30827564)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2023: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
Fiscal Year 2022: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
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| Keywords | 新生ポリペプチド鎖 / in vivo光架橋法 / VemP / Secトランスロコン / PpiD / YfgM / DsbA / AlphaFold / SecDF / AlphaFold 2 / 大腸菌 |
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| Outline of Research at the Start |
タンパク質は、リボソームに合成される途上の新生ポリペプチド鎖の状態で様々な因子と相互作用することで、適切な場所に運ばれ、成熟していく。新生鎖が重要な細胞機能制御に関わることも示され、細胞内での新生鎖の迅速な相互作用動態の理解はさらに重要となっている。
本申請研究は、タンパク質膜透過装置SecY/E/Gを膜透過途上の状態が安定なVemPをモデル新生鎖とし、in vivo光架橋法を用いて膜透過途上のVemP新生鎖とSecY/E/G関連因子との相互作用動態変化を解析する。それにより、VemPのような膜透過途上の新生ポリペプチド鎖の迅速な相互作用の動態変化を細胞内で、かつ、分子レベルで解明する。
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| Outline of Final Research Achievements |
Proteins are delivered to their proper locations and folded into functional structures. This process proceeds via nascent polypeptide chains bound to ribosomes. However, it remains challenging to analyze the dynamic behaviors of nascent chains in living cells, and only a limited number of studies have addressed nascent chains translocating through biological membranes.
In this study, we used VemP, which maintains a stable nascent chain conformation during SecYEG-mediated permeabilization, as a model system, and focused on the membrane proteins SecDF and PpiD/YfgM, which are involved in protein translocation across membranes. Through crosslinking analyses, we revealed the intracellular organization of the SecYEG/SecDF/PpiD/YfgM supercomplex and demonstrated that PpiD cooperates with DsbA, a disulfide bond oxidase.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
リボソームによって翻訳途上にある新生ポリペプチド鎖は、全てのタンパク質が成熟過程で経る普遍的な状態である。この新生鎖の品質管理機構が多くの疾病と深く関わることが明らかとなり、新生鎖研究は学術的意義にとどまらず、医学や創薬など社会的重要性を増している。
本研究では、生細胞内で膜透過途上の新生鎖に着目し、それに働く膜透過関連因子の機能を解析した。そして、保存されたSecトランスロコンからなる巨大複合体の細胞内構造の知見を得て、Secトランスロコンとジスルフィド結合酵素をつなぐ膜タンパク質を発見した。これらの知見は生物界に普遍的に保存されるタンパク質膜透過機構の理解を深める基盤となるものである。
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