高度好熱菌SecA-SecYE複合体の立体構造解析

• 研究課題/領域番号: 19370085
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 細胞生物学
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 森 博幸 京都大学, ウイルス研究所, 准教授 (10243271)
• 研究期間 (年度): 2007 – 2009
• 研究課題ステータス: 完了 (2009年度)
• 配分額: 13,650千円 (直接経費: 10,500千円、間接経費: 3,150千円); 2009年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円); 2008年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円); 2007年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
• キーワード: 生体膜 / SecA / SecYEG / トランスロコン / タンパク質膜透過膜 / ATPase / X線結晶構造解析 / バクテリア / 化学架橋 / SecYE / Fabフラグメント / タンパク質膜透過 / 膜タンパク質 / 膜タンパク質複合体 / モノクローナル抗体 / タンパク質膜透過装置 / Translocon / SecY / E / 好熱菌

研究概要

膜タンパク質複合体Secトランスロコンは、分泌タンパク質の膜透過を促進するためのチャネル(通り道)として働く。本研究において、モータ因子SecAを持つ細菌型SecYE複合体の立体構造を決定した。古細菌のSecYEβの構造とは異なり、チャネルの細胞質側に疎水性アミノ酸残基からなる溝が観察された。種々の実験から、この溝を持つ構造状態は、SecAと結合することにより誘導される事を明らかにした。このとき同時に、SecAの形も変化することが解った。これらの結果は、モータとチャネルが相互作用する時には、両者が協調的に形を変えていることを示している。この形の変化は、SecAからトランスロコンへの分泌タンパク質分子の受け渡しや、トランスロコンとの結合に伴うSecA ATPaseの活性化において重要な役割を持つと考えられる。

研究成果

• [雑誌論文] 細菌型Secトランスロコンの構造から明らかとなった蛋白質膜透過装置の構造変化 (2009)
  • 著者名/発表者名: 塚崎智也、森博幸
  • 雑誌名: 生物物理 49 ページ: 288-289
• [雑誌論文] 立体構造解析からみえてきたSecAによる蛋白質膜透過の分子メカニズム (2009)
  • 著者名/発表者名: 森博幸、塚崎智也
  • 雑誌名: 蛋白質核酸酵素 54 ページ: 685-695
• [雑誌論文] 細菌型Secトランスロコンの構造から明らかとなった蛋白質膜透過装置の構造変化 (2009)
  • 著者名/発表者名: 塚崎智也, 森博幸
  • 雑誌名: 生物物理 49 ページ: 288-289
• [雑誌論文] 立体構造解析からみえてきたSecAによる蛋白質膜透過の分子メカニズム (2009)
  • 著者名/発表者名: 森博幸, 塚崎智也
  • 雑誌名: 蛋白質核酸酵素 54 ページ: 685-695
• [雑誌論文] (2009)
  • 著者名/発表者名: Ito K., Mori H.
  • 雑誌名: Bacterial Secreted Proteins in The Sec protein secretion system(Caister Academic Press, Norfolk, UK) ページ: 3-22
• [雑誌論文] Conformational transition of Sec machinery inferred from bacterial SecYE structures. (2008)
  • 著者名/発表者名: Tsukazaki, T. *, Mori, H. *, Fukai, S., Ishitani, R., Mori, T., Dohmae, N., Perederina, A., Sugita, Y., Vassylyev, D.G., Ito, K., Nureki O.
  • 雑誌名: Nature 455 ページ: 988-991
  • NAID: 10025975982
  • 査読あり
• [雑誌論文] Conformational transition of Sec machinery inferred from bacterial SecYE structures. (2008)
  • 著者名/発表者名: Tsukazaki, T., Mori, H., et al. (計11名)
  • 雑誌名: Nature 455 ページ: 988-991
  • NAID: 10025975982
  • 査読あり
• [学会発表] Structure and function of bacterial protein translocation machinery (2010)
  • 著者名/発表者名: Mori H., Tsukazaki T., Echizen, Y., Nureki, O., Ito, K.
  • 学会等名: 第83回日本細菌学会総会W5「細菌のタンパク質分泌系」
  • 発表場所: パシフィコ横浜
  • 年月日: 2010-03-27
• [学会発表] タンパク質膜透過補助因子SecDFの構造と機能. (2010)
  • 著者名/発表者名: 森博幸
  • 学会等名: 2009年度国立遺伝学研究所共同研究会「ゲノム情報を活用した単細胞細胞増殖システムの研究」
  • 発表場所: 三島
• [学会発表] Structure and function of bacterial protein translocation machinery (2010)
  • 著者名/発表者名: Mori H., Tsukazaki T., Echizen, Y., Nureki, O., Ito, K.
  • 学会等名: 第83回日本細菌学会総会W5「細菌のタンパク質分泌系」
  • 発表場所: 横浜
• [学会発表] Molecular mechanisms of SecA mediated protein translocation (2009)
  • 著者名/発表者名: 森博幸, 塚崎智也, 濡木理, 伊藤維昭
  • 学会等名: 第47回日本生物物理学会年会 シンポジウム「タンパク質の膜透過輸送の最前線」
  • 発表場所: 徳島文理大学
  • 年月日: 2009-10-30
• [学会発表] バクテリアのタンパク質膜透過装置の構造と機能 (2009)
  • 著者名/発表者名: 森博幸, 塚崎智也, 越前友香, 濡木理, 伊藤維昭
  • 学会等名: 第82回日本生化学会大会 シンポジウム「タンパク質膜透過装置の構造とダイナミックな機能」
  • 発表場所: 神戸ポートピアホテル
  • 年月日: 2009-10-21
• [学会発表] Functional dissection of bacterial Sec translocation machinery (2009)
  • 著者名/発表者名: Mori H., Tsukazaki T., Echizen, Y., Ishitani, R., Nureki, O., Ito, K.
  • 学会等名: International Symposium 'Innovative Nanoscience of Supermolecular Motor Proteins Working in Biomembranes'
  • 発表場所: 芝蘭会館 (京都)
  • 年月日: 2009-09-08
• [学会発表] Molecular mechanisms of SecA mediated protein translocation. (2009)
  • 著者名/発表者名: 森博幸、塚崎智也、濡木理、伊藤維昭
  • 学会等名: 第47回日本生物物理学会年会シンポジウム「タンパク質の膜透過輸送の最前線」
  • 発表場所: 徳島
• [学会発表] バクテリアのタンパク質膜透過装置の構造と機能. (2009)
  • 著者名/発表者名: 森博幸、塚崎智也、越前友香、濡木理、伊藤維昭
  • 学会等名: 第82回日本生化学会大会シンポジウム「タンパク質膜透過装置の構造とダイナミックな機能」
  • 発表場所: 神戸
• [学会発表] Structural analysis of bacterial Sec translocation machinery. (2009)
  • 著者名/発表者名: Tsukazaki T., Mori H., Echizen, Y., Fukai, S., Ishitani, R., Mori, T., Dohmae, N., Perederina, A., Sugita, Y., Vassylyev, D.G., Ito, K., Nureki, O.
  • 学会等名: International Symposium‘Innovative Nanoscience of Supermolecular Motor Proteins Working in Biomembranes'
  • 発表場所: Kyoto, Japan
• [学会発表] Functional dissection of bacterial Sec translocation machinery. (2009)
  • 著者名/発表者名: Mori H., Tsukazaki T., Echizen, Y., Ishitani, R., Nureki, O., Ito, K.
  • 学会等名: International Symposium‘Innovative Nanoscience of Supermolecular Motor Proteins Working in Biomembranes'
  • 発表場所: Kyoto, Japan
• [学会発表] Crystal structure of T. thermophilus Sec translocon with an Fab fragment implies a translocation-initiating state of SecY. (2008)
  • 著者名/発表者名: Tsukazaki, T., Mori, H., et al. (計11名)
  • 学会等名: 第31回日本分子生物学会年会、第81回日本生化学会大会 合同大会
  • 発表場所: 神戸国際会議場
  • 年月日: 2008-12-12
• [学会発表] How does SecA ATPase interact with translocon and drive protein translocation? (2008)
  • 著者名/発表者名: Mori, H., Tsukazaki, T., Nureki, O. and Ito, K.
  • 学会等名: G-COE International Symposium Frontier of Organelle Dynamics and Protein Functions
  • 発表場所: 名古屋(メルパルク名古屋)
  • 年月日: 2008-03-13
• [学会発表] Crystal structure of T. thermophilus Sec translocon with an anti-SecY Fab fragment implies a translocation-initiating state of SecY (2008)
  • 著者名/発表者名: Tsukazaki T., Mori H., Fukai, S., Ishitani, R., Mori, T., Dohmae, N., Perederina, A., Sugita, Y., Vassylyev, D.G., Ito, K., Nureki, O.
  • 学会等名: 第31回日本分子生物学会年会、第81回日本生化学会大会合同大会シンポジウム「タンパク質機能発現システム-シャペロンからトランスロケーターまで」
  • 発表場所: 神戸
• [学会発表] 細菌型Secトランスロコン複合体の結晶構造解析 (2008)
  • 著者名/発表者名: Tsukazaki T., Mori H., Fukai, S., Ishitani, R., Perederina, A., Vassylyev, D.G., Ito, K., Nureki, O.
  • 学会等名: 第46回日本生物物理学会シンポジウム「膜を介した物質輸送・シグナル変換の構造基盤」
  • 発表場所: 福岡
• [学会発表] タンパク質膜透過装置の構造と駆動メカニズム (2008)
  • 著者名/発表者名: 森博幸
  • 学会等名: 国立遺伝学研究所研究会「細胞周期制御をめぐる単細胞システム分子生物学」
  • 発表場所: 三島
• [学会発表] How does SecA ATPase interact with translocon and drive protein translocation? (2008)
  • 著者名/発表者名: Mori H.
  • 学会等名: G-COE in Chemistry "Frontier of Organelle Dynamics and Protein Functions""
  • 発表場所: Nagoya, Japan
• [学会発表] SecA ATPaseはどのようにtransloconと相互作用し、タンパク質膜透過を駆動しているのか? (2008)
  • 著者名/発表者名: 森博幸
  • 学会等名: 大阪大学蛋白質研究所セミナー「蛋白質の膜透過と膜挿入の分子メカニズム-その核心に迫る」
  • 発表場所: 大阪
• [学会発表] How does SecA ATPase drive protein translocation? (2007)
  • 著者名/発表者名: Mori H., Ito K.
  • 学会等名: The 14th East Asia Joint Symposium on Biomedical Research
  • 発表場所: Tokyo
  • 年月日: 2007-11-14
• [学会発表] How does SecA ATPase drive protein translocation? (2007)
  • 著者名/発表者名: 森博幸
  • 学会等名: 第40回日本発生生物学会・第59回日本細胞生物学会合同大会
  • 発表場所: 福岡
• [図書] The Sec protein secretion system. in Bacterial Secreted Proteins, Ed. K. Wooldridge (2009)
  • 著者名/発表者名: Ito, K., Mori, H.
  • 出版者: Academic Press
• [備考]
  • URL: http://www.virus.kyoto-u.ac.jp/Lab/akiyama/index.html