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大腸菌FtsHプロテアーゼによる膜蛋白質分解機構の解析

研究課題

研究課題/領域番号 11680697
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 細胞生物学
研究機関京都大学

研究代表者

秋山 芳展  京都大学, ウイルス研究所, 助教授 (10192460)

研究期間 (年度) 1999 – 2001
研究課題ステータス 完了 (2001年度)
配分額 *注記
3,600千円 (直接経費: 3,600千円)
2001年度: 1,400千円 (直接経費: 1,400千円)
2000年度: 1,400千円 (直接経費: 1,400千円)
1999年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
キーワード大腸菌 / FtsH / ATPase / protein degradation / 膜タンパク質 / AAAファミリー / Protein degradation / プロテアーゼ / 膜ポテンシャル / 膜貫通配列
研究概要

大腸菌のFtsHは、AAAATPaseファミリーに属するATP依存性プロテアーゼであり,膜蛋白質複合体のサブユニット(SecYやFoa)やいくつかの細胞質蛋白質(σ32やλCIIなど)の分解に関わる。FtsHはN末端の二カ所の膜貫通領域(TM)で細胞質膜に結合している。我々は、FtsHの膜蛋白質分解機構について詳細な解析を行い、FtsHが基質膜タンパク質(の非細胞質領域)を細胞質に引きずり出しつつprocessiveに分解するというdislocation modelを提唱した。FtsHのN末端にある膜結合領域は、自身の多量体化に重要である。この領域の解析から、FtsHの細胞質酵素領域は、多量体化によりはじめて可溶性蛋白質を分解し得るようになるが、膜蛋白質の分解にはさらに膜結合領域(配列特異性は低い)の存在が必要であることがを示した。in vitroでの解析から、多量体化はATPase活性の発現に必要である事が示唆された。また、二つのヒスチジン残基と共にFtsHの亜鉛結合に関わる残基の同定を行い、グルタミン酸479がその役割を果たすことを明らかにした。これまでに、分解開始に必要な基質側の要因として、細胞質に約20残基以上の長さの領域を(幾つかの膜蛋白質においてN末端に)持つことが必要であり、その配列特異性は低いこと、FtsHはそのような領域から分解を開始するのであろうことを示唆した。さらに、基質側の要因の解析を進め、C末端細胞質領域からも、それが十分な長さを持つときに分解を開始できることを明らかにした。FtsHのC末端7残基が自己切断を受けることを見出し、その切断部位アミノ酸配列の系統的変異解析から、FtsHが疎水性及び塩基性アミノ酸残基の直後を好んで切断することを示した。

報告書

(4件)
  • 2001 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2000 実績報告書
  • 1999 実績報告書
  • 研究成果

    (25件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (25件)

  • [文献書誌] Koreaki Ito: "A class of integral membrane proteins will be overlooked by the "proteins" study that is based on two-dimensional gel electrophoreses"Molecular Microbiology. 31. 1600-1601 (1999)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Akio Kihara: "Dislocation of membrane proteins in FtsH-mediated proteolysis"The EMBO Journal. 18. 2970-2981 (1999)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Yoshinori Akiyama: "Self-processing of FtsH and its implication for the cleavage specificity of this protease"Biochemistry. 38. 11693-11699 (1999)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Shinobu Chiba: "Length recognition at the N-terminal tail of membrane proteins as a mode of initiation of FtsH-mediated proteolysis"EMBO Report. 1. 47-52 (2000)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Yoshinori Akiyama: "Roles of multimerization and meribrane association in the proteorytic functions of FtsH"The EMBO Journal. 19. 3888-3895 (2000)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Takashi Tatsuta: "Evidence for an active role of the Dnak chaperone system in degradation of σ^<32>"FEBS Letters. 478. 271-275 (2000)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Akio Kihara: "Revisiting the lysogenization control of bacteriophage λ: Identification and characterization of a new host component"Journal of Biological Chemistry. 276. 13695-13700 (2001)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Yoshinori Akiyama: "Roles of the home-oligomerization and membrane association in the ATPase and proteolytic activities of FtsH in vitro"Biochemistry. 40. 7687-7693 (2001)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kazue Kanehara: "Characterization of the yaeL gene products and its S2P-protease motifs in Escherchia coli"Gene. 281. 71-79 (2001)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Naoya Saikawa: "Identification of Glutamic acid 479 as the Gluzincin coordinator of zinc in FtsH (HfeB)"Biochemistry. 41. 1861-1868 (2002)

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    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Ito, K.: "A class of integral membrane proteins will be overlooked by the "proteome" study that is based on two-dimensional gel electrophoresis"Mol. Microbiol.. 31. 1600-1601 (1999)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Akio Kihara: "Dislocation of membrane proteins in FtsH-mediated proteolysis"EMBO J.. 18. 2970-2981 (1999)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Yoshinori Akiyama: "Self-processing of FtsH and its implication for the cleavage specificity of this protease"Biochemistry. 38. 11693-11699 (1999)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Shinobu Chiba: "Length recognition at the N-terminal tail of membrane proteins as a mode of initiation of FtsH-mediated proteolysis"EMBO. report 1. 47-52 (2000)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Yoshinori Akiyama: "Roles of multimerization and membrane association in the proteolytic functions of FtsH (HflB)"EMBO J.. 19. 3888-3895 (2000)

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    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Takashi Tatsuta: "Evidence for an active role of the DnaK chaperone system in the degradation of σ^<32>"FEBS Lett.. 478. 271-275 (2000)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Akio Kihara: "Revisiting the lysogenization control of bacteriophage λ: identification and characterization of a new host component, HflD"J. Biol Chem.. 276. 13695-13700 (2001)

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    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Yoshinori Akiyama: "Roles of the homo-oligomerization and membrane association in the ATPase and the proteolytic activities of FtsH in vitro"Biochemistry. 40. 7687-7693 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kazue Kanehara: "Characterization the yaeL gene product and its S2P-protease motifs in Escherichia coli"Gene. 281. 71-79 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Naoya Saikawa: "Identification of Glutamic Acid 479 as the Gluzincin coordinator of zinc in FtsH (HflB)"Biochemistry. 41. 1861-1868 (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Yoshinori Akiyama: "Roles of the homo-oligomerization and membrane association in the ATPase and the proteolytic activities of FtsH in vitro"Biochemistry. 40. 7687-7693 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Naoya Saikawa: "Identification of glutamic acid 479 as the gluzincin coordinator of zinc in FtsH (HflB)"Biochemistry. 41. 1861-1868 (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Kazue Kanehara: "Characterization of the yaeL gene product and its S2P-protease motifs in Escherichia coli"Gene. 281. 71-79 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Akiyama,Y.,and Ito,K.: "Roles of multimerization and membrame association in the proteolytic functions of FtsH"The EMBO Journal. 19. 3888-3895 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Akiyama,Y: "Self-processing of FtsH and its implication for the cleavage specificity of this protease"Biochemistry. 38. 11693-11699 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書

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公開日: 1999-04-01   更新日: 2016-04-21  

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