腸内細菌科細菌細胞内プロテオリシスのレドックス制御

• 研究課題/領域番号: 15K07019
• 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: 機能生物化学
• 研究機関: 国立研究開発法人理化学研究所
• 研究代表者: 西井 亘 国立研究開発法人理化学研究所, 横山構造生物学研究室, 研究員 (30287461)
• 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: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円); 2017年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2016年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2015年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
• キーワード: タンパク質分解 / 細胞内プロテオリシス / AAA+プロテアーゼ / レドックス / 腸内細菌科 / プロテオリシス / X線結晶解析 / X線小角散乱解析 / 細胞内タンパク質分解 / X線結晶構造 / 腸内細菌 / 結晶構造 / レドックス制御 / アロステリックジスルフィド結合

研究成果の概要

細胞内の蛋白質分解は、蛋白質の機能・寿命・品質を管理する。Lonプロテアーゼは、細菌細胞質や真核細胞オルガネラにおける蛋白質分解を担っており、蛋白質分解の一連の過程を単一分子内で行う点に特徴がある。本研究では、Lonプロテアーゼについて、X線結晶構造解析をはじめとする構造解析、並びに酵素学的性状の解析を通して、詳細に検討した。その結果、Lonの機能が、従来知られていなかった、ダイナミックな構造変化を通して、多層的・段階的に調節されていることが明らかになった。この結果から、細胞内蛋白質分解の普遍的メカニズムの理解するとともに、感染症治療といった応用展開も期待することができる。

研究成果

• [雑誌論文] SARS-CoV 3CL protease cleaves its C-terminal autoprocessing site by novel subsite cooperativity (2016)
  • 著者名/発表者名: Muramatsu, T., Takemoto, C., Kim, Y.-T., Wang, H., Nishii, W., Terada, T. , Shirouzu, M., Yokoyama, S.
  • 雑誌名: Proc. Natl Acad. Sci. USA 巻: 113 ページ: 12997-13002
  • 査読あり
• [学会発表] ダイナミックな構造変化を介したAAA+プロテアーゼLonの制御メカニズム (2017)
  • 著者名/発表者名: 西井亘、藤井佳史、松村義隆、仙石徹、小島正樹、横山茂之
  • 学会等名: 生物学会年会・第90回日本生化学会大会 合同大会（ConBio2017）
• [学会発表] AAA+プロテアーゼLonの分子メカニズム (2016)
  • 著者名/発表者名: 西井亘，新野陸子，寺田貴帆，白水美香子，村松知成，横山茂之

  • 学会等名: 第39回日本分子生物学会年会・公募シンポジウム
  • 発表場所: パシフィコ横浜（横浜市）
  • 年月日: 2016-12-01
• [学会発表] Redox regulation of Lon protease activity by a disulfide bond in facultative anaerobes (2016)
  • 著者名/発表者名: Nishii, W., Seki, E., Yanagisawa, T., Sehngoku, T., Terada, T., Murmatsu, T., Niino-Kukimoto, M, Shirouzu, M., Kojima, M., Kihara, H. & Yokoyama, S.
  • 学会等名: FASEB Science Research Conference
  • 発表場所: コロラド（USA）
  • 年月日: 2016-08-17
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Production of hepatitis C virus NS2-3 protease by the Escherichia coli cell-free protein synthesis method and control of its activity (2015)
  • 著者名/発表者名: 西井亘，松本武久，村松知成，横山茂之
  • 学会等名: 第38回日本分子生物学会年会・第88回日本生化学会大会合同大会
  • 発表場所: 神戸ポートアイランド（兵庫県神戸市）
  • 年月日: 2015-12-01
• [学会発表] A redox switch shapes the exit pore of Enterobacteriaceal Lon protease to facultatively regulate proteolysis (2015)
  • 著者名/発表者名: Nishii, W., Niino-Kukimoto, M, Terada, T., Shirouzu, M. Muramatsu, T., & Yokoyama, S.

  • 学会等名: 9th General Meeting of the International Proteolysis Society
  • 発表場所: ペナン（マレーシア）
  • 年月日: 2015-10-06
  • 国際学会
• [学会発表] アロステリックジスルフィド結合による細胞内プロテオリシスのレドックス制御 (2015)
  • 著者名/発表者名: 西井亘，横山茂之
  • 学会等名: 第15回日本蛋白質科学会年会公募型シンポジウム
  • 発表場所: あわぎんホール（徳島）
  • 年月日: 2015-06-26
• [備考] 理化学研究所プレスリリース
  • URL: http://www.riken.jp/pr/press/2014/20141111_2/