金属耐性に関わる輸送体膜タンパク質の構造基盤の解明

• 研究課題/領域番号: 15K06972
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 構造生物化学
• 研究機関: 奈良先端科学技術大学院大学
• 研究代表者: 田中 良樹 奈良先端科学技術大学院大学, バイオサイエンス研究科, 助教 (10632333)
• 連携研究者: 塚崎 智也 奈良先端科学技術大学院大学, バイオサイエンス研究科, 准教授 (80436716)
• 研究協力者: 岩木 薫大
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円); 2017年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円); 2016年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円); 2015年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
• キーワード: タンパク質構造 / 膜タンパク質 / 構造解析 / 輸送体膜タンパク質 / 輸送体 / タンパク質 / イオン輸送 / X線結晶構造解析 / 構造生物学

研究成果の概要

植物の金属耐性に関わる輸送体とされる多剤排出輸送体MATEに関して、結晶構造解析を行い、Camelina sativa（アマナズナ）由来のMATE構造を決定し報告した。MATEファミリーについては、原核生物では複数の生物種で構造がわかっていたが、真核生物では未だ報告数は少ない。今回明らかにした構造では、酸性のアミノ酸側鎖が内側ポケット部分に集中している部分があり、比較的疎水的な化合物を排出する原核MATEとアルミニウムのような陽イオンを排出するとされる植物MATEでは基質結合領域の様相が異なることがわかった。

研究成果

• [雑誌論文] Remote Coupled Drastic β-Barrel to β-Sheet Transition of the Protein Translocation Motor. (2018)
  • 著者名/発表者名: Furukawa A, Nakayama S, Yoshikaie K, Tanaka Y, Tsukazaki T.
  • 雑誌名: Structure 巻: 26 号: 3 ページ: 485-489
  • DOI: 10.1016/j.str.2018.01.002
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Crystal Structure of a Plant Multidrug and Toxic Compound Extrusion Family Protein (2017)
  • 著者名/発表者名: Tanaka Yoshiki、Iwaki Shigehiro、Tsukazaki Tomoya
  • 雑誌名: Structure 巻: 25 号: 9 ページ: 1455-1460
  • DOI: 10.1016/j.str.2017.07.009
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Tunnel Formation Inferred from the I-Form Structures of the Proton-Driven Protein Secretion Motor SecDF (2017)
  • 著者名/発表者名: Arata Furukawa, Kunihito Yoshikaie, Takaharu Mori, Hiroyuki Mori, Yusuke V. Morimoto, Yasunori Sugano, Shigehiro Iwaki, Tohru Minamino, Yuji Sugita, Yoshiki Tanaka, Tomoya Tsukazaki
  • 雑誌名: Cell Reports 巻: 19 号: 5 ページ: 1-7
  • DOI: 10.1016/j.celrep.2017.04.030
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] SecY-SecA fusion protein retains the ability to mediate protein transport (2017)
  • 著者名/発表者名: Sugano Yasunori、Furukawa Arata、Nureki Osamu、Tanaka Yoshiki、Tsukazaki Tomoya
  • 雑誌名: PLOS ONE 巻: 12 号: 8 ページ: e0183434-e0183434
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0183434
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] BepA mediates productive transfer of substrate proteins to the β-barrel assembly machinery (BAM) complex. (2017)
  • 著者名/発表者名: Daimon, Y., Masui, C., Tanaka, Y., Shiota, T., Suzuki, T., Miyazaki, R., Sakurada, H., Lithgow, T., Dohmae, N., Mori, H., Tsukazaki, T., Narita, S. and Akiyama, Y.
  • 雑誌名: Mol. Microbiol. 巻: 106 号: 5 ページ: 760-776
  • DOI: 10.1111/mmi.13844
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Crystal structures of SecYEG in lipidic cubic phase elucidate a precise resting and a peptide-bound states (2015)
  • 著者名/発表者名: Yoshiki Tanaka, Yasunori Sugano, Mizuki Takemoto, Takaharu Mori, Arata Furukawa, Tsukasa Kusakizako, Kaoru Kumazaki, Ayako Kashima, Ryuichiro Ishitani, Yuji Sugita, Osamu Nureki and Tomoya Tsukazaki
  • 雑誌名: Cell Reports 巻: 13 ページ: 15611568-15611568
  • NAID: 120005716877
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [学会発表] MATEトランスポーターの結晶構造解析 (2018)
  • 著者名/発表者名: 岩木 薫大, 田中 良樹, 塚崎 智也
  • 学会等名: 第59回日本植物生理学会
• [学会発表] 膜輸送装置の構造と機能 (2017)
  • 著者名/発表者名: 田中良樹
  • 学会等名: 日本細菌学会
• [学会発表] Complete and peptide-bound structures of the Sec translocon (2015)
  • 著者名/発表者名: Yoshiki Tanaka, Yasunori Sugano, Mizuki Takemoto, Takaharu Mori, Arata Furukawa, Tsukasa Kusakizako, Kaoru Kumazaki, Ayako Kashima, Ryuichiro Ishitani, Yuji Sugita, Osamu Nureki and Tomoya Tsukazaki
  • 学会等名: 新学術領域研究「動的秩序と機能」第4回公開国際シンポジウム
  • 発表場所: 九州大学西新プラザ（福岡県福岡市）
  • 年月日: 2015-11-22
  • 国際学会
• [学会発表] 新生膜タンパク質の膜組込み過程の構造生物科学 (2015)
  • 著者名/発表者名: 田中 良樹
  • 学会等名: 新学術領域研究「新生鎖の生物学」 平成27年度第2回班会議
  • 発表場所: ほほえみの宿（山形県天童市）
  • 年月日: 2015-11-14
• [学会発表] Structures of Membrane Protein Insertase YidC (2015)
  • 著者名/発表者名: Tomoya Tsukazaki, Kaoru Kumazaki, Shinobu Chiba, Mizuki Takemoto, Arata Furukawa, Toshiki Kishimoto, Yasunori Sugano, Takaharu Mori, Yoshiki Tanaka, Yuji Sugita, Koreaki Ito, Ryuichiro Ishitani and Osamu Nureki
  • 学会等名: Structural Biological Dynamics: From Molecules to Life with 60 trillion Cells
  • 発表場所: 東京大学（東京都文京区）
  • 年月日: 2015-11-05
  • 国際学会
• [学会発表] Cytoplasmic conformational transition of Sec translocon (2015)
  • 著者名/発表者名: Yoshiki Tanaka, Yasunori Sugano, Mizuki Takemoto, Takaharu Mori, Takamitsu Haruyama, Arata Furukawa, Tsukasa Kusakizako, Kaoru Kumazaki, Ayako Kashima, Ryuichiro Ishitani, Hiroki Konno, Yuji Sugita, Osamu Nureki and Tomoya Tsukazaki
  • 学会等名: 第53回日本生物物理学会年会
  • 発表場所: 金沢大学（石川県金沢市）
  • 年月日: 2015-09-13
• [学会発表] 新生膜タンパク質の膜組込み過程の構造生物科学 (2015)
  • 著者名/発表者名: 田中 良樹, 塚﨑 智也*, 古川新, 菅野泰功
  • 学会等名: 新学術領域研究「新生鎖の生物学」 平成２７年度第一回班会議
  • 発表場所: 東京工業大学（東京都港区）
  • 年月日: 2015-06-13