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リボソーム蛋白質が分解制御因子として機能する新規ポリアミン合成制御機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 22780060
研究種目

若手研究(B)

配分区分補助金
研究分野 応用微生物学
研究機関山形大学

研究代表者

高塚 由美子  山形大学, 理工学研究科, 助教 (70570810)

研究期間 (年度) 2010-04-01 – 2013-03-31
研究課題ステータス 採択後辞退 (2012年度)
配分額 *注記
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2012年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2011年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2010年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
キーワードSelenomonas ruminantium / リジン/オルニチン脱炭酸酵素 / 発現制御 / ポリアミン / リボソーム蛋白質 / ATP依存性プロテアーゼ / ClpXP / ATP 依存性プロテアーゼ / ClpP
研究概要

反芻動物ルーメン(第一胃)の主要共生細菌で、偏性嫌気性のグラム陰性菌 Selenomonas ruminantiumは、細胞壁に必須構成成分としてポリアミンを共有結合している。本菌のポリアミン生合成に必須なリジン/オルニチン脱炭酸酵素(LDC/ODC)は、「原核生物には存在しない」とされていたアンチザイム様調節因子が関与する厳密な分解制御を受け、その本体としてリボソーム蛋白質L10が作動する。本研究では生物で初めて見出された、リボソーム構成蛋白質が分解促進因子として機能する分解制御機構の全容を、L10およびプロテアーゼの特性と構造、並びに分解複合体における各因子の相互作用と構造変化に焦点を合わせて解明することを目的としており、当該年度において以下の成果を得た。
昨年度において、本分解制御機構に関わるATP依存性セリンプロテアーゼの候補遺伝子として、S.ruminantiumの全ゲノム配列を参考に、真核生物 ODC の分解に関わるプロテアソームの原型ともされるClpP型プロテアーゼに着目し、本遺伝子(clpP)をクローニングして大腸菌での大量発現系を構築、さらにClpP組換え蛋白質を精製して精製標品のペプチダーゼ活性を確認した。本年度においては、ClpP型プロテアーゼによる蛋白質分解活性の発現に必要とされるATP結合サブユニット相当遺伝子(clpx)をクローニングし、大腸菌で大量発現させて、約46kDaの組換え蛋白質を得た。精製したS.ruminantiumのClpPおよびClpX存在下におけるL10依存的なLDC/ODC分解活性を、坑LDC/ODC抗体を用いたウエスタンブロッティングにより測定した。その結果、LDC/ODCがATP依存的に分解されること、またL10やClpXの非存在下では分解が起こらないことが明らかとなり、本分解制御機構に関わるプロテアーゼがClpP型プロテアーゼであり、リボソーム蛋白質がアンチザイム様分解促進因子として働くことを強く示唆する結果を in vitro の再構築系で得ることができた。

報告書

(2件)
  • 2011 実績報告書
  • 2010 実績報告書
  • 研究成果

    (5件)

すべて 2012 2011 2010

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (3件)

  • [雑誌論文] Cadaverine covalently linked to the peptidoglycan serves as the correct constituent for the anchoring mechanism between the outer membrane and peptidoglycan in Selenomonas ruminantium2011

    • 著者名/発表者名
      S.Kojima, J.Kaneko, N.Abe, Y.Takatsuka, Y.Kamio
    • 雑誌名

      Journal of Bacteriology

      巻: 193 ページ: 2347-2350

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Cadaverine covalently linked to peptidoglycan is required for interaction between the peptidoglycan and the periplasm-exposed S-layer-homologous domain of major outer membrane protein Mep45 in Selenomonas ruminantium2010

    • 著者名/発表者名
      S.Kojima, K.-C.Ko, Y.Takatsuka, N.Abe, J.Kaneko, Y.Itoh, Y.Kamio
    • 雑誌名

      Journal of Bacteriology

      巻: 192 ページ: 5953-5961

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] リボソーム蛋白質L10をアダプターとするClpP型プロテアーゼによるリジン脱炭酸酵素の分解2012

    • 著者名/発表者名
      沼子仁志, 李耀召, 金子淳, 高塚由美子, 神尾好是
    • 学会等名
      日本農芸化学会2012年度大会(京都)
    • 発表場所
      京都女子大学
    • 年月日
      2012-03-24
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Degradation mechanism of lysine decarboxylase in Selenomonas ruminantium regulated by a ribosomal protein L10 as a bacterial antizyme ; searching for the ATP-dependent protease(s)2011

    • 著者名/発表者名
      H.Numako, S.Yamada-Narita, N.Fujita, J.Kaneko, Y.Kamio, Y.Takatsuka
    • 学会等名
      国際微生物学連合2011会議
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター
    • 年月日
      2011-09-07
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書 2010 実績報告書
  • [学会発表] リボソーム蛋白質L10がアンチザイムとして作動するポリアミン合成制御機構の解明:ATP依存性プロテアーゼの探索2011

    • 著者名/発表者名
      沼子仁志, 成田-山田佐知子, 藤田信之, 金子淳, 神尾好是, 高塚由美子
    • 学会等名
      日本農芸化学会2011年度大会(京都)
    • 発表場所
      京都女子大学(ただし、東日本大震災の影響で口頭発表は中止)
    • 年月日
      2011-03-26
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書

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公開日: 2010-08-23   更新日: 2019-07-29  

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