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新生鎖VemPの翻訳伸長停止/解除機構の解明

公募研究

研究領域新生鎖の生物学
研究課題/領域番号 17H05666
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 生物系
研究機関京都大学

研究代表者

森 博幸  京都大学, ウイルス・再生医科学研究所, 准教授 (10243271)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
12,610千円 (直接経費: 9,700千円、間接経費: 2,910千円)
2018年度: 6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2017年度: 6,110千円 (直接経費: 4,700千円、間接経費: 1,410千円)
キーワードVemP / SecDF / タンパク質膜透過 / ビブリオ菌 / 翻訳伸長停止 / 翻訳停止 / 発現制御 / アレストモチーフ / 蛋白質 / 細菌
研究実績の概要

Vibrio菌は、2種類のSecDFパラログを保持しており、高Na+環境下ではNa+駆動型SecDF1のみを利用するが、低Na+条件下ではプロトン駆動型のSecDF2を特異的に発現誘導し、タンパク質の膜透過能を維持する機構を持つ。VemP (Vibrio protein export monitoring polypeptide)は、159アミノ酸残基からなる分泌タンパク質であり、上記の発現制御機構に必須の役割を持つ。VemPは、菌の膜透過活性をモニターし、活性が低下した際には自身の翻訳伸長をC末端近傍で安定に停止させ、同一オペロン下流に位置するsecDF2の発現量を増加させる。この翻訳伸長の停止は、膜透過が正常な時は一過的であり速やかに解除される。本研究では、1)VemPの翻訳停止能を簡便に評価できるレポーターシステムを構築し、VemPのC末端高度保存領域の徹底的な変異解析を通してVemP翻訳アレストモチーフを同定し、翻訳停止の分子機構について考察した。2)VemPの翻訳停止/解除の分子機構を明らかにすることを目指して、VemPがリボソームで合成された後、翻訳停止/解除の過程を経て、膜透過が完了するまでに生じる他のタンパク質因子との一過的な相互作用を、最近我々が開発したPiXie法(Pulse-chase and in vivo X-linking experiment)を用いて解析した。相互作用因子の同定、変異株を用いたin vivo解析から、i) VemPはSRP経路を介して膜透過装置まで標的化されること、ii) 翻訳アレストの解除は、シグナル配列が切断を受ける状態まで膜透過反応が進行した後に初めて起こることを見出した。これらの知見は、VemPの翻訳停止を解除する分子機構の解明の大きな手がかりになると期待される。

現在までの達成度 (段落)

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (15件)

すべて 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 1件、 査読あり 7件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 5件、 招待講演 4件)

  • [雑誌論文] A photo-cross-linking approach to monitor protein dynamics in living cells2019

    • 著者名/発表者名
      Miyazaki Ryoji、Akiyama Yoshinori、Mori Hiroyuki
    • 雑誌名

      Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - General Subjects

      巻: 印刷中 号: 2 ページ: 129317-129317

    • DOI

      10.1016/j.bbagen.2019.03.003

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Heat shock transcription factor σ<sup>32</sup> defective in membrane transport can be suppressed by transposon insertion into genes encoding a restriction enzyme subunit or a putative autotransporter in <i>Escherichia coli</i>2018

    • 著者名/発表者名
      Yura Takashi、Miyazaki Ryoji、Fujiwara Keigo、Ito Koreaki、Chiba Shinobu、Mori Hiroyuki、Akiyama Yoshinori
    • 雑誌名

      Genes & Genetic Systems

      巻: 93 号: 6 ページ: 229-235

    • DOI

      10.1266/ggs.18-00040

    • NAID

      130007582071

    • ISSN
      1341-7568, 1880-5779
    • 年月日
      2018-12-01
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Monitoring substrate enables real-time regulation of a protein localization pathway2018

    • 著者名/発表者名
      Ito Koreaki、Mori Hiroyuki、Chiba Shinobu
    • 雑誌名

      FEMS Microbiology Letters

      巻: 365 号: 11 ページ: 1-11

    • DOI

      10.1093/femsle/fny109

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Identification and characterization of arrest motif in VemP by systematic mutational analysis.2018

    • 著者名/発表者名
      Mori, H., Sakashita, S., Ito, J., Ishii, E. and Akiyama, Y.
    • 雑誌名

      J. Biol. Chem.

      巻: 293 号: 8 ページ: 2915-2926

    • DOI

      10.1074/jbc.m117.816561

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A new photo-cross-linking approach for analysis of protein dynamics in vivo.2018

    • 著者名/発表者名
      Miyazaki, R., Myogo, N., Mori, H. and Akiyama, Y.
    • 雑誌名

      J. Biol. Chem.

      巻: 293 号: 2 ページ: 677-686

    • DOI

      10.1074/jbc.m117.817270

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Tunnel Formation Inferred from the I-Form Structures of the Proton-Driven Protein Secretion Motor SecDF2017

    • 著者名/発表者名
      Arata Furukawa, Kunihito Yoshikaie, Takaharu Mori, Hiroyuki Mori, Yusuke V. Morimoto, Yasunori Sugano, Shigehiro Iwaki, Tohru Minamino, Yuji Sugita, Yoshiki Tanaka, Tomoya Tsukazaki
    • 雑誌名

      Cell Reports

      巻: 19 号: 5 ページ: 1-7

    • DOI

      10.1016/j.celrep.2017.04.030

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] BepA mediates productive transfer of substrate proteins to the β-barrel assembly machinery (BAM) complex.2017

    • 著者名/発表者名
      Daimon, Y., Masui, C., Tanaka, Y., Shiota, T., Suzuki, T., Miyazaki, R., Sakurada, H., Lithgow, T., Dohmae, N., Mori, H., Tsukazaki, T., Narita, S. and Akiyama, Y.
    • 雑誌名

      Mol. Microbiol.

      巻: 106 号: 5 ページ: 760-776

    • DOI

      10.1111/mmi.13844

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Identification and characterization of a translation arrest motif in VemP by systematic mutational analysis.2018

    • 著者名/発表者名
      Mori, H., Sakashita, S., Ito, J., Ishii, E. and Akiyama Y.
    • 学会等名
      International Symposium on “Proteins; from the Cradle to the Grave”
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Analysis of cis and trans factors involved in export and translation arrest of VemP by an in vivo photo cross-linking approach2018

    • 著者名/発表者名
      Miyazaki, R., Akiyama Y. and Mori, H.
    • 学会等名
      International Symposium on “Proteins; from the Cradle to the Grave”
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Roles of mRNA secondary structure of vemP-secD2 intergenic region in VemP translation arrest coupled SecD2 expression2018

    • 著者名/発表者名
      Ishii, E., Sakashita, S., Akiyama, Y. and Mori, H.
    • 学会等名
      International Symposium on “Proteins; from the Cradle to the Grave”
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] SRP経路を介したVemPの膜透過装置への輸送と翻訳アレスト解除.2018

    • 著者名/発表者名
      宮崎亮次、秋山芳展、森 博幸
    • 学会等名
      第5回ribosome meeting
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Identification and characterization of a translation arrest motif in VemP by systematic mutational analysis.2017

    • 著者名/発表者名
      Mori, H., Sakashita, S., Ito, J., Ishii, E. and Akiyama, Y.
    • 学会等名
      日本生物物理学会第55回年会 シンポジウム「実験と理論計算で明らかになってきた細胞環境での蛋白質間相互作用」
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Protein translocation motor SecDF2017

    • 著者名/発表者名
      Tsukazaki, T., Furukawa, A., Yoshikaie, K., Mori, T., Mori, H., Morimoto, V. Y., Sugano, T., Iwaki, S., Minamino, T., Sugita, Y. and Tanaka, T.
    • 学会等名
      日本生物物理学会第55回年会 シンポジウム「構造生命科学の新しい潮流」
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Nascent chain-monitored remodeling of the Sec machinery for salinity adaptation of a marine bacterium, Vibrio alginolyticus.2017

    • 著者名/発表者名
      Mori, H.
    • 学会等名
      Commemorative symposium for 33rd international prize for biology 'Marine biology opens a frontier for the future'.
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Structure and Physiological Function of SecDF That Enhances Protein Export.2017

    • 著者名/発表者名
      Mori, H.
    • 学会等名
      International symposium 'Harmonized supermolecular motility machinery and its diversity'
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2019-12-27  

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