計画研究
学術変革領域研究(B)
学術変革領域「メガ生命深化動態」解析のモデルケースとして、バクテリアの内膜・外膜を舞台とするダイナミックなタンパク質輸送の基本原理の解明を目指します。本研究では関連するタンパク質の静的構造解析、動的構造解析などを統合し、タンパク質膜透過・膜組込み過程の分子機構の全貌を明らかとしていきます。将来的には、これらの解析方法を他の複雑な膜タンパク質解析系へと展開していきます。
本研究では、メガ生命深化動態解析の一例として、バクテリアの内膜と外膜を舞台にしたタンパク質輸送のダイナミクスについて研究を行い、その基本原理を明らかにすることを目指している。タンパク質の膜透過・膜組込み過程は、生命維持に不可欠な細胞内メカニズムの一部であり、バクテリアでは内膜にSecトランスロコン(SecYEG)を中心とした複合体が存在し、タンパク質輸送を行っている。外膜タンパク質の場合、Secトランスロコンを介して内膜を透過したのちBAM複合体を介して外膜に組み込まれる。この一連の細胞内タンパク質輸送プロセスには多くの因子が関与し、その多くが解析が難しい膜タンパク質である。これらの因子は互いに結合・解離を繰り返し、一時的な複合体を形成して機能するが、その高次構造と機能メカニズムはまだ完全に解明されていない。SecYEGとSecA ATPaseからなる複合体によるタンパク質膜透過のメカニズムを解明するために、SecYEGとSecAを含むナノディスクを作製し、高速原子間力顕微鏡を用いて動的構造解析を行い、タンパク質膜透過時の構造変化について知見をえた。また、外膜タンパク質組み込み装置であるBAM複合体と相互作用するペリプラズムタンパク質をいくつか見出し、外膜タンパク質の組み込み過程のダイナミズムについて知見を得た。こちらの結果についても、報告すべく論文作成を進めた。本研究成果は、生命科学の理解を深めるための重要な基盤情報を提供する。
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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