異種タンパク質の大腸菌ペリプラズムへの分泌生産にともなうストレス応答の解析

• 研究課題/領域番号: 09760074
• 研究種目: 奨励研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 応用微生物学・応用生物化学
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 門倉 広 東京大学, 大学院・農学生命科学研究科, 助手 (70224558)
• 研究期間 (年度): 1997 – 1998
• 研究課題ステータス: 完了 (1998年度)
• 配分額: 2,100千円 (直接経費: 2,100千円); 1998年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円); 1997年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
• キーワード: 大腸菌 / ペリプラズム / タンパク質分泌 / ストレス応答

研究概要

1・σE系活性化およびdegPの発現誘導現象がもつ生理的意義の解析
前年度は、ペリプラズムに異種蛋白質を作らせた場合にσE系が活性化され、ベリプラズムプ口テアーゼ遺伝子degP、および熱ショックシグマ遺伝子rpoEとrpoHの転写量が上昇することを明らかにした。
本年度はこれらの誘導現象の生理的意義を解析した。σEを欠損する大腸菌では異種蛋白質のぺリプラズム生産により生育が著しく阻害を受けた。よって、ストレス下の大腸菌の生存維持にσE系の存在が必要であることがわかった。更にペリプラズムに輸送した異種蛋白質は、野生株では合成後がすみやかに分解を受けたのに対し、degP欠損株ではペリプラズム中で顕著に安定化した。よってDegPにはストレス下σE系により発現が誘導され、ペリブラズム中の異種蛋白質を分解除去する働きがあることが示唆された。
2・異種タンパク質を生産させる場所を変化させた場合のストレス応答の解析膜透過のためのシグナル配列に、蛋白質をリポプロテイン化しこれを内膜と外膜とに輸送しわける変異を導入した。この変異型遺伝子の発現を誘導し、異種蛋白質が到達する場所を変えたときのストレス応答を解析した。その結果、いずれの場合も、σE系が活性化することが明らかになった。外膜プロテアーゼ遺伝子ompTの場合でのみ蛋白質の局在部位の違いによりその遺伝子発現に変化が認められた。
現在この制御がもつ生体内での意義について解析を進めている。
1・でみたようにストレスにより誘導されてくるもののなかから、実際にストレス要因の分解に働く因子がみつかった。このことから、誘導されてくる因子を更に探索することにより、ストレス要因の除去もしくはストレスを緩和するために働く因子をみつけることが可能なのではないかと考えられる。今後このような知見がよりよいタンパク質の分泌生産系の開発に役立つものと期待している。