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細菌ロンボイドプロテアーゼGlpGによるべん毛Ⅲ型分泌装置の機能制御機構の解析

研究課題

研究課題/領域番号 17K15091
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 機能生物化学
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・再生医科学研究所, 助教 (70568930)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2018年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
2017年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
キーワード膜タンパク質 / 膜内切断プロテアーゼ / Rhomboid / べん毛 / III型分泌装置 / 翻訳後修飾 / アシル化 / 品質管理 / kinetics解析 / 大腸菌 / 基質認識 / 質量分析 / ロンボイド / Ⅲ型分泌装置 / タンパク質分解
研究成果の概要

本研究は大腸菌RhomboidプロテアーゼGlpGの生理的切断基質候補として見出されたべん毛III型分泌装置構成因子FliOについて、GlpGによるFliO切断の詳細な分子機構を明らかにしつつ、その切断の生理的意義を追求するものである。本研究によりGlpGがFliOの切断を介して膜中での品質管理を担う可能性を示唆した。また、特筆すべき点として、本研究過程において、FliOが切断だけでなく、膜外空間でのN末端アシル化修飾を受けることを見出した。このような翻訳後修飾は例がなく、FliO、ひいては膜タンパク質の新奇な翻訳後機能調節機構研究へと展開するための基盤となりうる成果である。

研究成果の学術的意義や社会的意義

膜内切断プロテアーゼはアルツハイマー病やパーキンソン病などの重大な遺伝病の発症メカニズムや微生物病原性などに深く関わるが、その普遍的メカニズムや細胞機能における役割の理解は未だ十分ではない。その分子的・酵素学的理解は創薬開発にもつながる重要な課題である。本研究では大腸菌RhomboidプロテアーゼGlpGの新奇基質FliOの切断の詳細な分子機構とともにその機能調節に関わる生理的役割を明らかにした。FliOはO157など病原性細菌の毒性発揮にも関与するIII型分泌装置の形成に必須の因子であり、その機能発現・維持機構の一端を明らかにすることは細菌感染医療分野においても大きな意義がある。

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (16件)

すべて 2019 2018 2017 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 1件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 2件、 招待講演 1件) 備考 (3件)

  • [雑誌論文] An in vivo protease activity assay for investigating the functions of the Escherichia coli membrane protease HtpX2019

    • 著者名/発表者名
      Yoshitani Kohei, Hizukuri Yohei, Akiyama Yoshinori
    • 雑誌名

      FEBS Letters

      巻: 593 号: 8 ページ: 842-851

    • DOI

      10.1002/1873-3468.13368

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 膜内切断プロテアーゼの基質認識・切断機構2019

    • 著者名/発表者名
      檜作 洋平
    • 雑誌名

      生物物理

      巻: 59 号: 2 ページ: 079-083

    • DOI

      10.2142/biophys.59.079

    • NAID

      130007620424

    • ISSN
      0582-4052, 1347-4219
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Endosomal Rab cycles regulate Parkin-mediated mitophagy.2018

    • 著者名/発表者名
      Yamano K, Wang C, Sarraf SA, Münch C, Kikuchi R, Noda NN, Hizukuri Y, Kanemaki MT, Harper W, Tanaka K, Matsuda N, Youle RJ.
    • 雑誌名

      eLife

      巻: 7

    • DOI

      10.7554/elife.31326

    • NAID

      120006457172

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] FRET蛍光ペプチドを用いた細菌S2Pファミリー膜内切断プロテアーゼのリアルタイム切断kinetics計測系の構築2019

    • 著者名/発表者名
      檜作 洋平、秋山 芳展
    • 学会等名
      第92回 日本生化学会大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Kinetic analysis of the proteolytic reaction catalyzed by S2P family intramembrane protease RseP using a FRET-based real-time assay system2019

    • 著者名/発表者名
      檜作 洋平、秋山 芳展
    • 学会等名
      第57回 日本生物物理学会年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 大腸菌膜内切断プロテアーゼRsePの切断基質探索から明らかとなってきた新奇生理機能2019

    • 著者名/発表者名
      檜作 洋平
    • 学会等名
      宮崎大学 第1回微生物化学研究室セミナー
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 膜内切断プロテアーゼRsePの新規切断基質の探索及びkinetics解析の試み2019

    • 著者名/発表者名
      檜作 洋平
    • 学会等名
      2018年度遺伝研研究会「単細胞生物における細胞装置の機能と連携」
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Multistep post-translational proteolysis/modification of a component of the bacterial flagellar type III secretion apparatus2018

    • 著者名/発表者名
      Yohei Hizukuri, Takehiro Suzuki, Kosuke Terushima, Naoshi Dohmae, Yoshinori Akiyama
    • 学会等名
      International Symposium on “Proteins; from the Cradle to the Grave”
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A component of the bacterial flagellar type III secretion apparatus receives multistep post-translational processing2018

    • 著者名/発表者名
      Yohei Hizukuri, Takehiro Suzuki, Kosuke Terushima, Naoshi Dohmae, Yoshinori Akiyama
    • 学会等名
      第56回 日本生物物理学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 細菌べん毛III型分泌装置構成因子の翻訳後多段階プロセシング2018

    • 著者名/発表者名
      檜作 洋平,鈴木 健裕,照島 功祐,堂前 直,秋山 芳展
    • 学会等名
      第91回 日本生化学会大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] A Component of the Bacterial Flagellar Type III Secretion System Receives Proteolysis by a Rhomboid Family Protease in the Membrane2017

    • 著者名/発表者名
      Yohei Hizukuri, Takehiro Suzuki, Kosuke Terushima, Naoshi Dohmae, Yoshinori Akiyama
    • 学会等名
      International Symposium 'Harmonized supramolecular motility machinery and its diversity'
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A component of the flagellar type III secretion system receives proteolytic cleavage by rhomboid protease GlpG inside the membrane2017

    • 著者名/発表者名
      檜作 洋平、照島 功祐、秋山 芳展
    • 学会等名
      日本生物物理学会第55回年会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 細菌RhomboidファミリープロテアーゼGlpGはべん毛III型分泌装置の構成因子の分解に関与する2017

    • 著者名/発表者名
      檜作 洋平、照島 功祐、秋山 芳展
    • 学会等名
      ConBio2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [備考] 京都大学ウイルス・再生医科学研究所生命システム研究部門生体膜システム分野ホームページ

    • URL

      https://infront-biomembrane.jp/

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [備考] 京都大学ウイルス・再生医科学研究所 生命システム研究部門 生体膜システム分野ホームページ

    • URL

      https://infront-biomembrane.jp/

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [備考] 京都大学ウイルス・再生医科学研究所秋山研究室ホームページ

    • URL

      http://www.virus.kyoto-u.ac.jp/Lab/akiyama/index.html

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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