大腸菌ペリプラズムにおけるタンパク質ジスルフィド結合形成機構の解析

• 研究課題/領域番号: 21580092
• 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: 応用微生物学
• 研究機関: 奈良先端科学技術大学院大学
• 研究代表者: 門倉 広 奈良先端科学技術大学院大学, バイオサイエンス研究科, 研究員 (70224558)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2011
• 研究課題ステータス: 完了 (2011年度)
• 配分額: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円); 2011年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2010年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2009年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
• キーワード: ジスルフィド結合 / 立体構造形成 / 分泌 / DsbA / ペリプラズム / 外膜 / 微生物機能 / ジスルフィド

研究概要

ジスルフィド結合は2つのシステインが酸化されて形成する共有結合である。多くの分泌タンパク質や膜タンパク質の細胞質外ドメインの構造中に見いだされ、これらタンパク質の立体構造形成や、生物機能の発現に重要な役割をはたしている。本研究では、DsbAとよばれる大腸菌の酵素が基質タンパク質にジスルフィド結合を導入する際に形成される反応中間体を生体内で検出するとともに、この中間体を経て基質タンパク質中にジスルフィド結合が形成される過程を追跡することに初めて成功した。更に、その中間体の解析から、分泌タンパク質の立体構造形成のメカニズムについて様々な新知見を得た。

研究成果

• [雑誌論文] rearrangement triggered by translocon assembly controls lipopolysaccharide export (2012)
  • 著者名/発表者名: Chng, S.S., Xue, M., Garner, R.A.,Kadokura, H., Boyd, D., Beckwith, J.,Kahne, D. Disulfide
  • 雑誌名: Science 巻: 337 ページ: 1665-1668
  • 査読あり
• [雑誌論文] Disulfide rearrangement triggered by translocon assembly controls lipopolysaccharide export. (2012)
  • 著者名/発表者名: Chng, S.S.
  • 雑誌名: Science 巻: 337 号: 6102 ページ: 1665-1668
  • DOI: 10.1126/science.1227215
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mechanisms of oxidative protein folding in the bacterial cell envelope. Antioxid (2010)
  • 著者名/発表者名: Kadokura, H., Beckwith, H.
  • 雑誌名: Redox Signal 巻: 13 ページ: 1231-1246
  • 査読あり
• [雑誌論文] The L-cysteine/L-cystine shuttle system provides reducing equivalents to the periplasm in Escherichia coli (2010)
  • 著者名/発表者名: Ohtsu, I., Wiriyathanawudhiwong, N.,Morigasaki, S., Nakatani, T., Kadokura H., Takagi H.
  • 雑誌名: J. Biol. Chem 巻: 285 ページ: 17479-17487
  • 査読あり
• [雑誌論文] 分泌タンパク質にジスルフィド結合を形成する仕組み:ジスルフィド結合形成反応中間体の検出 (2010)
  • 著者名/発表者名: 門倉 広
  • 雑誌名: 化学と生物 巻: 48 ページ: 695-705
  • NAID: 10026712890
• [雑誌論文] Mechanisms of oxidative protein folding in the bacterial cell envelope (2010)
  • 著者名/発表者名: Kadokura, H.
  • 雑誌名: Antioxid.Redox Signal. 巻: 13 ページ: 1231-1246
  • 査読あり
• [雑誌論文] The L-cysteine/L-cystine shuttle system provides reducing equivalents to the periplasm in Escherichia coli (2010)
  • 著者名/発表者名: Ohtsu, I.
  • 雑誌名: J.Biol.Chem. 巻: 285 ページ: 17479-17487
  • 査読あり
• [雑誌論文] Detecting folding intermediates of a protein as it passes through the bacterial translocation channel (2009)
  • 著者名/発表者名: Kadokura, H., Beckwith, J.
  • 雑誌名: Cell 巻: 138 ページ: 1164-1173
  • 査読あり
• [雑誌論文] Detecting folding intermediates of a protein as it passes through the bacterial translocation channel. (2009)
  • 著者名/発表者名: Kadokura, H., Beckwith, J.
  • 雑誌名: Cell 巻: 138 ページ: 1164-1173
  • 査読あり
• [学会発表] 哺乳動物細胞小胞体におけるジスルフィド結合形成を解析する為の新規レポーターの作成 (2013)
  • 著者名/発表者名: 門倉 広、河野憲二
  • 学会等名: 日本農芸化学会2012 年度大会
  • 発表場所: 京都女子大学
  • 年月日: 2013-03-23
• [学会発表] 反応中間体の解析から見えてきた、生体内における分泌蛋白質の酸化的フォールディングの仕組み (2011)
  • 著者名/発表者名: 門倉 広、Jon Beckwith、河野憲二
  • 学会等名: 第84回 日本生化学会大会
  • 発表場所: 京都国際会館
  • 年月日: 2011-09-21
• [学会発表] Developing a genetic assay for the analysis of disulfide bond formation in the ER of mammalian cells (2011)
  • 著者名/発表者名: Kadokura, H.
  • 学会等名: Microbial Genetics and Genomics V
  • 発表場所: Harvard Medical School in Boston; Oral
  • 年月日: 2011-05-01
• [学会発表] Mechanisms of oxidative protein folding in vivo: Novel features revealed by the analysis of disulfide- linked enzyme-substrate complexes (2010)
  • 著者名/発表者名: Kadokura, H.
  • 学会等名: The 3rd International Symposium on Protein Community
  • 発表場所: Hotel Nikko Nara;Oral, Invited presentation
  • 年月日: 2010-09-14
• [学会発表] Mechanisms of oxidative protein folding in vivo : Novel features revealed by the analysis of disulfide-linked enzyme-substrate complexes (2010)
  • 著者名/発表者名: Kadokura, H.
  • 学会等名: 第3回タンパク質社会の国際会議
  • 発表場所: ホテル日航奈良(国際会議招待講演)
  • 年月日: 2010-09-14
• [学会発表] 生体内で分泌蛋白質にジスルフィド結合を形成する仕組み:ジスルフィド結合形成反応中間体の検出およびその解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 門倉 広
  • 学会等名: 第10回日本蛋白質学会大会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター
  • 年月日: 2010-06-16
• [学会発表] 生体内で分泌蛋白質にジスルフィド結合を形成する仕組み:ジスルフィド結合形成反応中間体の検出およびその解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 門倉広
  • 学会等名: 第10回日本蛋白質学会大会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター(招待講演)
  • 年月日: 2010-06-16
• [学会発表] 生体内における分泌タンパク質ジスルフィド結合形成反応中間体の解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 門倉 広、河野憲二、Jon Beckwith
  • 学会等名: 日本農芸化学会2010 年度大会
  • 発表場所: 東京大学駒場キャンパス
  • 年月日: 2010-03-29
• [学会発表] 生体内における分泌タンパク質ジスルフィド結合形成反応中間体の解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 門倉広、河野憲二、Beckwith, Jon
  • 学会等名: 日本農芸化学会
  • 発表場所: 東京大学駒場キャンパス(東京都)
  • 年月日: 2010-03-29
• [学会発表] 哺乳動物細胞小胞体におけるジスルフィド結合形成を解析する為の新規レポーターの作成
  • 著者名/発表者名: 門倉 広
  • 学会等名: 日本農芸化学会2012年度大会
  • 発表場所: 京都女子大学
• [学会発表] 反応中間体の解析から見えてきた、生体内における分泌蛋白質の酸化的フォールディングの仕組み
  • 著者名/発表者名: 門倉 広
  • 学会等名: 日本生化学会大会
  • 発表場所: 京都国際会館
  • 招待講演
• [備考] ホームページアドレス
  • URL: http://bsw3.naist.jp/kouno/kouno.html