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膜タンパク質膜挿入における糖脂質MPIaseのシャペロン様・酵素様活性機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 18K06143
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分43030:機能生物化学関連
研究機関公益財団法人サントリー生命科学財団

研究代表者

三浦 薫 (野村薫)  公益財団法人サントリー生命科学財団, 生物有機科学研究所・構造生命科学研究部, 主席研究員 (90353515)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2020年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2019年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2018年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
キーワード膜挿入促進因子 / MPIase / 固体NMR / 膜脂質 / ピロリン酸 / 分子間相互作用 / 膜挿入抑制 / PISEMA法 / 膜配向角度 / 膜挿入因子 / 膜挿入抑制因子 / DAG / 固体NMR / 膜蛋白質膜挿入 / Sec非依存過程 / 糖脂質 / NMR
研究成果の概要

リボソームで新しく合成された膜タンパク質が膜中で機能するためには、膜に正しい構造で挿入される必要がある。本研究では、Sec非依存性経路に着目し、固体NMRと蛍光測定により、大腸菌内膜への蛋白質挿入因子であるMPIaseを始めとする膜脂質により制御される蛋白質の膜挿入のメカニズム解明を行った。膜挿入は膜物性に強い相関があり、コーン型の分子は流動性を軽減して膜挿入を抑制する一方、逆コーン型のMPIaseは膜に相反する影響を与え、膜挿入を回復させた。また、MPIase-基質蛋白質間の静電相互作用も膜挿入に寄与しており、MPIaseはそのユニークな分子構造により、蛋白質の膜挿入を様々な形で支えていた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

新生蛋白質の膜挿入には、Secトランスロコンを必要とする経路と非依存経路があり、後者においては膜蛋白質は自発的に挿入すると考えられてきたが、最近大腸菌内膜では糖脂質MPIaseが両経路において必須の因子であることがわかってきた。しかし、MPIaseがどのように「挿入酵素様」の作用を示すのか、その詳細は明らかになっていない。本研究は、種々の物理化学的な手法を用いて、非依存経路のモデル系における糖脂質MPIaseの作用機構を理解しようとするものであり、Secトランスロコン依存性挿入の機構の初期段階を理解する上で大きな手掛かりとなることが期待できる。

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (7件)

すべて 2019 2018 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (3件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Novel Glycolipid Involved in Membrane Protein Integration: Structure and Mode of Action2019

    • 著者名/発表者名
      Fujikawa, K.; Nomura, K.; Nishiyama, K. I.; Shimamoto, K.
    • 雑誌名

      有機合成化学協会誌

      巻: 77 号: 11 ページ: 1096-1105

    • DOI

      10.5059/yukigoseikyokaishi.77.1096

    • NAID

      130007742536

    • ISSN
      0037-9980, 1883-6526
    • 年月日
      2019-11-01
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Alteration of membrane physicochemical properties by two factors for membrane protein integration2019

    • 著者名/発表者名
      Nomura K, Yamaguchi T, Mori S, Fujikawa K, Nishiyama K, Shimanouchi T, Tanimoto Y, Morigaki K, Shimamoto K.
    • 雑誌名

      Biophys. J.

      巻: 117 号: 1 ページ: 99-110

    • DOI

      10.1016/j.bpj.2019.05.014

    • NAID

      120006844183

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] GPIアンカー型タンパク質における脂質アンカーの役割解明2019

    • 著者名/発表者名
      野村薫
    • 雑誌名

      生物物理

      巻: 59 号: 6 ページ: 295-299

    • DOI

      10.2142/biophys.59.295

    • NAID

      130007751047

    • ISSN
      0582-4052, 1347-4219
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 蛋白質膜挿入因子MPIaseと抑制因子DAGによる膜物性変化2019

    • 著者名/発表者名
      野村薫
    • 学会等名
      生有研シンポジウム“生体分子間に働く相互作用解析の現状と今後の可能性”
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 固体NMRを用いたイモリの肢再生制御蛋白質におけるアンカリングの役割の解明2018

    • 著者名/発表者名
      野村薫、谷本泰士、林文雄、原田英里砂、単小遠、塩生真央、土方淳司、白井剛、森垣憲一、島本啓子
    • 学会等名
      日本膜学会第40年会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 蛋白質膜挿入促進因子MPIaseと抑制因子DAGによる膜物性変化2018

    • 著者名/発表者名
      森祥子、野村薫、山口敏幸、島内寿徳、谷本泰士、森垣憲一、藤川鉱樹、西山賢一、島本啓子
    • 学会等名
      第12回バイオ関連化学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.sunbor.or.jp/rd/labo01.html

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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