大腸菌におけるジアシルグリセロールの生理的意義の解明

• 研究課題/領域番号: 21570110
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 構造生物化学
• 研究機関: 岩手大学
• 研究代表者: 西山 賢一 岩手大学, 農学部, 教授 (80291334)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2012
• 研究課題ステータス: 完了 (2012年度)
• 配分額: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円); 2012年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2011年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2010年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2009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: MPIase / SecG / ジアシルグリセロール / タンパク質膜挿入 / 再構成 / 大腸菌 / 自発的膜挿入 / 低温感受性 / 機能的膜タンパク質合成

研究概要

大腸菌におけるジアシルグリセロールの生理的意義を明らかにするため、その生合成に関与する可能性が考えられる遺伝子を10種類程度リストアップし、これらの多重変異株を構築した。その結果8重変異株が構築でき、生育が低温感受性となり、ジアシルグリセロールの生成量が大幅に低下していた。しかし、完全に枯渇していなかった。一方、タンパク質膜挿入に関与する糖脂質MPIaseについては、その構造決定・機能解析を行い報告した。

研究成果

• [雑誌論文] Glycolipozyme MPIase is essential for topology inversion of SecG during preprotein translocation (2012)
  • 著者名/発表者名: Moser, M., Nagamori, S., Huber, M., Tokuda, H., Nishiyama, K.
  • 雑誌名: Proc. Natl. Acad. Sci. USA 巻: (in press) 号: 24 ページ: 9734-9739
  • DOI: 10.1073/pnas.1303160110
  • 査読あり
• [雑誌論文] MPIase is a glycolipozyme essential for membrane protein integration (2012)
  • 著者名/発表者名: Nishiyama, K., Maeda,M., Yanagisawa,K., Nagase, R., Komura, H., Iwashita, T., Yamagaki, T., Kusumoto, S., Tokuda, H., Shimamoto, K.
  • 雑誌名: Nat. Commun 巻: 3 号: 1 ページ: 1-10
  • DOI: 10.1038/ncomms2267
  • NAID: 120007179832
  • 査読あり
• [雑誌論文] Multiple SecA molecules drive protein translocation across a single translocon with SecG inversion (2012)
  • 著者名/発表者名: Morita, K., Tokuda, H. and Nishiyama, K.
  • 雑誌名: J. Biol. Chem 巻: 287巻 号: 1 ページ: 455-464
  • DOI: 10.1074/jbc.m111.301754
  • 査読あり
• [雑誌論文] Multiple SecA molecules drive protein translocation across a single translocon with SecG inversion (2012)
  • 著者名/発表者名: Nishiyama, K (Morita, K)
  • 雑誌名: J Biol Chem 巻: 287 ページ: 455-464
  • 査読あり
• [雑誌論文] Preparation of a highly translocation-competent proOmpA/SecB complex. (2010)
  • 著者名/発表者名: Nishiyama, K., and Tokuda, H.
  • 雑誌名: Protein Sci. 巻: 19 号: 12 ページ: 2402-2408
  • DOI: 10.1002/pro.520
  • 査読あり
• [雑誌論文] A novel complete reconstitution system for membrane integration of the simplest membrane protein. (2010)
  • 著者名/発表者名: Nishiyama, K., Maeda, M., Abe, M., Kanamori, T., Shimamoto, K., Kusumoto, S., Ueda, T., and Tokuda, H.
  • 雑誌名: Biochem. Biophys. Res. Commun. 巻: 394 号: 3 ページ: 733-736
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2010.03.061
  • NAID: 120002439245
  • 査読あり
• [雑誌論文] A novel complete reconstitution system for membrane integration of the simplest membrane protein (2010)
  • 著者名/発表者名: 西山賢一
  • 雑誌名: Biochem. Biophys. Res.Commun. 巻: 394 ページ: 733-736
  • NAID: 120002439245
  • 査読あり
• [雑誌論文] Preparation of a highly translocation-competent proOmpA/SecB complex (2010)
  • 著者名/発表者名: 西山賢一
  • 雑誌名: Protein Science 巻: 19 ページ: 2402-2408
  • 査読あり
• [雑誌論文] A novel complete reconstitution system for membrane integration of the simplest membrane protein (2010)
  • 著者名/発表者名: 西山賢一
  • 雑誌名: Biochem.Biophys.Res.Commun. 394(印刷中)
  • NAID: 120002439245
  • 査読あり
• [雑誌論文] Development of a functional in vitro integration system for an integral membrane protein, SecG. (2009)
  • 著者名/発表者名: Nishiyama, K., and Tokuda, H.
  • 雑誌名: Biochem. Biophys. Res. Commun. 巻: 390 号: 3 ページ: 920-924
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2009.10.078
  • 査読あり
• [雑誌論文] Development of a functional in vitro integration system for an integral membrane protein, SecG (2009)
  • 著者名/発表者名: 西山賢一
  • 雑誌名: Biochem.Biophys.Res.Commun. 390 ページ: 920-924
  • 査読あり
• [学会発表] 大腸菌のタンパク質膜挿入に必須の糖脂質酵素(Glycolipozyme) MPIaseの構造と機能 (2013)
  • 著者名/発表者名: 西山賢一
  • 学会等名: 日本農芸化学会2013年度大会 シンポジウム「グラム陰性細菌細胞表層構造の形成機構とバイオテクノロジー」
  • 発表場所: 東北大学川内北キャンパス(宮城県)
  • 年月日: 2013-03-27
• [学会発表] 大腸菌のタンパク質膜挿入に必須の糖脂質酵素（Glycolipozyme） MPIaseの構造と機能 (2013)
  • 著者名/発表者名: 西山賢一
  • 学会等名: 日本農芸化学会2013年度大会 シンポジウム「グラム陰性細菌細胞表層構造の形成機構とバイオテクノロジー」
  • 発表場所: 宮城県仙台市、東北大学川内北キャンパス
• [学会発表] 大腸菌のタンパク質膜挿入に必須の糖脂質酵素(Glycolipozyme) MPIaseの構造と機能 (2012)
  • 著者名/発表者名: 西山賢一
  • 学会等名: 第7回無細胞生命科学研究会
  • 発表場所: 愛媛大学南加記念ホール(愛媛県)
  • 年月日: 2012-11-17
• [学会発表] タンパク質膜挿入に必須の糖脂質酵素MPIaseの構造と機能 (2012)
  • 著者名/発表者名: 西山賢一
  • 学会等名: 第9回21世紀大腸菌研究会
  • 発表場所: 長浜ロイヤルホテル(滋賀県)
  • 年月日: 2012-06-22
• [学会発表] MPIase as a glycolipozyme essential for membrane protein integration (2012)
  • 著者名/発表者名: Ken-ichi Nishiyama
  • 学会等名: Gordon Research Conference on Bacterial Cell Surface
  • 発表場所: Mount Snow Resort, West Dover, VT, USA
• [学会発表] タンパク質膜挿入に必須の糖脂質MPIaseとその標的タンパク質との相互作用解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: Michael Moser（西山賢一）
  • 学会等名: 新学術領域研究「天然物ケミカルバイオロジー～分子標的と活性制御～」第2回公開シンポジウム
  • 発表場所: 東京都、東京大学弥生講堂
• [学会発表] タンパク質膜挿入に必須の糖脂質酵素MPIaseの構造と機能 (2012)
  • 著者名/発表者名: 西山賢一
  • 学会等名: 第9回21世紀大腸菌研究会
  • 発表場所: 滋賀県長浜市、長浜ロイヤルホテル
• [学会発表] MPIase as a glycolipozyme essential for membrane protein integration (2012)
  • 著者名/発表者名: Ken-ichi Nishiyama
  • 学会等名: Gordon Research Conference on Bacterial Cell Surface
  • 発表場所: Mount Snow Resort, Wset Dover, VT, USA
• [学会発表] MPIase, a novel glycolipozyme, is essential for topology inversion of SecG (2012)
  • 著者名/発表者名: Michael Moser (Nishiyama, K)
  • 学会等名: The 1st International Symposium on Chemical Biology of Natural Products: Target ID and Regulation of Bioactivity
  • 発表場所: 京都市、京都センチュリーホテル
• [学会発表] Structure and function of novel glycolipid characterized as membrane protein integrase (2012)
  • 著者名/発表者名: Keiko Shimamoto (Nishiyama, K)
  • 学会等名: The 1st International Symposium on Chemical Biology of Natural Products: Target ID and Regulation of Bioactivity
  • 発表場所: 京都市、京都センチュリーホテル
• [学会発表] タンパク質膜挿入に必須の糖脂質酵素（Glycolipozyme）MPIase (2012)
  • 著者名/発表者名: 西山賢一
  • 学会等名: 第7回 無細胞生命科学研究会プログラム
  • 発表場所: 愛媛県松山市、愛媛大学南加記念ホール
• [学会発表] タンパク質膜挿入・膜透過に関与する糖脂質MPIase の構造と機能 (2011)
  • 著者名/発表者名: 西山賢一
  • 学会等名: 第6回無細胞生命科学研究会
  • 発表場所: 兵庫県立大学(兵庫県)
  • 年月日: 2011-11-16
• [学会発表] タンパク質膜挿入に関与する新規複合糖脂質MPIaseの構造と機能 (2011)
  • 著者名/発表者名: 西山賢一
  • 学会等名: 第84回生化学会大会
  • 発表場所: 京都国際会館(京都)
  • 年月日: 2011-09-24
• [学会発表] MPIaseによるSecYEGの構造変化とSecGの膜内配向性反転 (2010)
  • 著者名/発表者名: 西山賢一
  • 学会等名: 第5回無細胞生命科学研究会
  • 発表場所: 岡山大学
  • 年月日: 2010-09-29
• [学会発表] MPIase, a novel glycolipid involved in membrane protein integration and preprotein translocation (2010)
  • 著者名/発表者名: Ken-ichi Nishiyama
  • 学会等名: The 3rd International Symposium on Protein Community
  • 発表場所: ホテル日航奈良(奈良)
  • 年月日: 2010-09-14
• [学会発表] MPIase, a novel glycolipid involved in membrane protein integration and preprotein translocation (2010)
  • 著者名/発表者名: 西山賢一
  • 学会等名: The 3rd International Symposiun on protein Community
  • 発表場所: 奈良、ホテル日航 招待講演
  • 年月日: 2010-09-14
• [学会発表] A novel complete reconstitution system for membrane integration of the simplest membrane protein (2010)
  • 著者名/発表者名: Ken-ichi Nishiyama
  • 学会等名: Gordon Research Conference on Bacterial Cell Surfaces
  • 発表場所: New London, NH, USA
  • 年月日: 2010-06-30
• [学会発表] 機能的膜タンパク質のin vitro合成と膜挿入 (2009)
  • 著者名/発表者名: 西山賢一
  • 学会等名: 第4回無細胞生命科学研究会
  • 発表場所: 下呂市民会館(岐阜)
  • 年月日: 2009-11-16
• [学会発表] 大腸菌におけるタンパク質膜挿入機構 (2009)
  • 著者名/発表者名: 西山賢一
  • 学会等名: 第6回21世紀大腸菌研究会
  • 発表場所: KKRホテル熱海(静岡)
  • 年月日: 2009-06-12
• [学会発表] The oligomeric structure of the E.coil SecYEG translocon is influenced by MPIase, a novel glycolipid
  • 著者名/発表者名: 西山賢一
  • 学会等名: 第84回生化学会大会
  • 発表場所: 京都国際会館
• [学会発表] タンパク質膜挿入に関与する新規複合糖脂質MPIaseの構造と機能
  • 著者名/発表者名: 西山賢一
  • 学会等名: 第84回生化学会大会
  • 発表場所: 京都国際会館
• [学会発表] Construction of SecYEG translocon by cell-free protein synthesis system
  • 著者名/発表者名: 西山賢一
  • 学会等名: 第84回生化学会大会
  • 発表場所: 京都国際会館
• [学会発表] 膜タンパク質挿入に関わる新規糖脂質MPIaseの機能と構造
  • 著者名/発表者名: 西山賢一
  • 学会等名: 第53回天然有機化合物討論会
  • 発表場所: 大阪国際センター(招待講演)
• [学会発表] Cell-Free Construction of Synthetic Biomembrane
  • 著者名/発表者名: 西山賢一
  • 学会等名: Annual Meeting of Cell Synthesis Research
  • 発表場所: 千里ライフサイエンスセンター
• [学会発表] タンパク質膜挿入・膜透過に関与する糖脂質MPIaseの構造と機能
  • 著者名/発表者名: 西山賢一
  • 学会等名: 第6回無細胞生命科学研究会
  • 発表場所: 兵庫県立大学
• [学会発表] 抗MPIase抗体を用いた糖脂質MPIaseの構造と機能解析
  • 著者名/発表者名: 西山賢一
  • 学会等名: 第6回無細胞生命科学研究会
  • 発表場所: 兵庫県立大学
• [学会発表] 大腸菌膜タンパク質挿入に関わる新しい因子:機能と構造
  • 著者名/発表者名: 西山賢一
  • 学会等名: 第14回生命化学研究会
  • 発表場所: ラフォーレ南紀白浜(招待講演)
• [図書] 膜タンパク質の鍵は糖脂質にあり-すべての生体膜挿入に必須な因子を求めて-月刊化学 (2013)
  • 著者名/発表者名: 西山賢一、島本啓子
  • 出版者: 化学同人
• [備考]
  • URL: http://news7a1.atm.iwate-u.ac.jp/~sec/
• [備考]
  • URL: http://news7al.atm.iwate-u.ac.jp/~sec/
• [備考]
  • URL: http://news7a1.atm.iwate-u.ac.jp/~sec/
• [産業財産権] 大腸菌膜タンパク質挿入因子 (2011)
  • 発明者名: 楠本正一、島本啓子、前田将秀、西山賢一、徳田元、上田卓也、金森崇
  • 権利者名: サントリーホールディングス株式会社
  • 産業財産権番号: 2010-048520
  • 出願年月日: 2011-03-05
• [産業財産権] 大腸菌膜タンパク質挿入因子 (2010)
  • 発明者名: 楠本正一, 島本啓子, 前田将秀, 西山賢一, 徳田元, 上田卓也, 金森崇
  • 権利者名: サントリーホールディングス株式会社
  • 産業財産権番号: 2010-048520
  • 出願年月日: 2010-03-05