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膜を超えた情報伝達:細胞表層ストレス応答システムに対する新視点からのアプローチ

研究課題

研究課題/領域番号 12J05188
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 細胞生物学
研究機関京都大学

研究代表者

檜作 洋平  京都大学, ウイルス研究所, 特定助教

研究期間 (年度) 2012 – 2014-03-31
研究課題ステータス 採択後辞退 (2013年度)
配分額 *注記
2,400千円 (直接経費: 2,400千円)
2013年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
2012年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
キーワード表層ストレス応答 / 大腸菌 / 膜内切断プロテアーゼ / PDZドメイン / 分子生物学 / 構造生物学 / 生化学
研究概要

本研究計画では、大腸菌における表層ストレス応答の主要な経路であるσ^E経路ストレス応答を対象とし、膜を越えて情報伝達を行うというユニークな細胞表層ストレス応答システムを理解することを目的とした。
昨年度は好熱菌Aquifex aeolicusのRsePホモログ(AaRseP)のPDZ-NCドメイン(PDZタンデム)の結晶構造解析及び大腸菌RseP (EcRseP)を用いた生化学的機能解析を行い、いくつかの結果に基づき、PDZタンデムが膜表面においてゲート様の構造(PDZポケット)を形成し、DegSによって切断されたRseAのペリプラズム領域のサイズを感知して膜貫通領域の活性部位へ基質を取り込むような、サイズ排除フィルターとして機能するというモデルを提案したことを報告した。
本年度は引き続き解析を進め、細胞膜上で実際にRseP PDZドメインがどのような配向を取っているかを調べるため、システイン置換体を用いた特異的修飾試薬による修飾実験を行ったところ、予測構造によく合致する結果を得た。さらにEcRsePのPDZ-Nに特異的な小さなα-Helix構造(Capping Helix)に着目し、その欠失変異や点変異が基質切断制御異常を引き起こすことや、全長RsePの生体中におけるTrypsin感受性が変化することを新たに見出した。これはPDZ-N, -Cドメイン間の配向変化等を含むPDZドメインのグローバルな構造変換を引き起こすことを示唆する結果である。これらの結果は、Capping Helixを介して引き起こされるPDZ-NCタンデムの構造変換によりPDZタンデムのサイズ排除ブイルター機能が調節され、過去の知見から示唆されてきた、DegS非依存的な未知のシグナル伝達経路の活性化を実現させている可能性を示唆する。本研究内容については国際学術雑誌Structureに掲載された。

今後の研究の推進方策

(抄録なし)

報告書

(2件)
  • 2013 実績報告書
  • 2012 実績報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2014 2013 2012 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (7件) 図書 (1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] A structure-based model of substrate discrimination by a non-canonical PDZ tandem in the intramembrane-cleaving protease RseP.2014

    • 著者名/発表者名
      檜作 洋平, 小田 隆, 田畑 早苗, 川上-田村 恵子, 大井 里香, 佐藤 衛, 高木 淳一, 秋山 芳展, 禾 晃和
    • 雑誌名

      Structure

      巻: 22 号: 2 ページ: 326-336

    • DOI

      10.1016/j.str.2013.12.003

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] PDZ domains of RseP are not essential for sequential cleavage of RseA or stress-induced σ^E activation in vivo2012

    • 著者名/発表者名
      檜作 洋平, 秋山 芳展
    • 雑誌名

      Molecular Microbiology

      巻: 86 号: 5 ページ: 1232-1245

    • DOI

      10.1111/mmi.12053

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 膜内切断プロテアーゼRsePによる大腸菌σ^E経路表層ストレス応答の制御機構2014

    • 著者名/発表者名
      檜作 洋平
    • 学会等名
      2013年度国立遺伝学研究所研究会「単細胞システムの細胞構築・運動・増殖機構の研究」
    • 発表場所
      国立遺伝学研究所(静岡県)
    • 年月日
      2014-03-26
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 立体構造解析に基づく大腸菌膜内切断プロテアーゼRsePのタンデムPDZドメインによる切断基質選別機構モデル2013

    • 著者名/発表者名
      檜作 洋平
    • 学会等名
      第36回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      神戸ポートアイランド(兵庫県)
    • 年月日
      2013-12-03
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Substrate discrimination mechanism by a PDZ tandem in the intramem brane protease RseP that regulates extracytoplasmic stress response2013

    • 著者名/発表者名
      檜作 洋平
    • 学会等名
      第51回日本生物物理学会年会
    • 発表場所
      国立京都国際会館(京都府)
    • 年月日
      2013-10-30
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 膜内切断プロテアーゼRsePのタンデムPDZドメインが介する切断基質選別機構2013

    • 著者名/発表者名
      檜作 洋平
    • 学会等名
      第10回 21世紀大腸菌研究会
    • 発表場所
      ラフォーレ修善寺(静岡)
    • 年月日
      2013-06-21
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 大腸菌RIPプロテアーゼRsePのタンデムPDZドメインによる新たな機能制御メカニズム2012

    • 著者名/発表者名
      檜作洋平
    • 学会等名
      第85回日本生化学会大会
    • 発表場所
      福岡国際会議場,マリンメッセ福岡(福岡県)
    • 年月日
      2012-12-16
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Analysis of a regulatory mechanism of the proteolytic function of RseP by the PDZ domains in extracytoplasmic stress response2012

    • 著者名/発表者名
      檜作洋平
    • 学会等名
      日本生物物理学会第50回年会
    • 発表場所
      名古屋大学(愛知県)
    • 年月日
      2012-09-24
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 大腸菌表層ストレス応答に関与する膜内切断プロテアーゼRsePのPDZドメインによる新たな機能制御メカニズム2012

    • 著者名/発表者名
      檜作洋平
    • 学会等名
      第6回細菌学若手コロッセウム
    • 発表場所
      大学セミナーハウス(東京都八王子市)
    • 年月日
      2012-08-10
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [図書] 「Handbook of Proteolytic Enzymes, 3rd ed.」内,「RseP peptidase」の項2013

    • 著者名/発表者名
      Rawlings, N. D., Salvesen, G.:編, 檜作洋平, 秋山芳展, 担当項執筆
    • 出版者
      Elsevier Ltd.
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.virus.kyoto-u.ac.jp/about/y2014/hizukuri140228.html

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書

URL: 

公開日: 2013-04-25   更新日: 2024-03-26  

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