大腸菌膜タンパク質の機能発現と秩序維持機能

2011 年度 研究成果報告書

• 研究領域: タンパク質社会の研究の総合的推進
• 研究課題/領域番号: 19058007
• 研究種目: 特定領域研究
• 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: 秋山 芳展 京都大学, ウイルス研究所, 教授 (10192460)
• 研究分担者: 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 – 2011
• キーワード: 膜タンパク質 / 品質管理 / 膜プロテアーゼ / ストレス応答 / タンパク質膜透過

研究概要

大腸菌膜タンパク質品質管理機構に関わる因子の作用メカニズムと相互作用、並びに生理的役割の全体像を解明することを目的として研究を行い、膜内タンパク質切断に関わる膜プロテアーゼ (RseP, GlpG)の細胞機能及び基質認識機構等について明らかにし、また、分泌タンパク質の膜透過に関わる膜複合体、SecYE(トランスロコン)及びSecDF の構造を解明して、その作用機構を提唱した。さらに新たな膜ストレス応答関連因子を同定した。

研究成果

• [雑誌論文] Nascentome analysis uncovers futile protein synthesis in Escherichia coli (2011)
  • 著者名/発表者名: Ito, K., Chadani, Y., Nakamori, K., Chiba, S., Akiyama, Y., and Abo, T.
  • 雑誌名: PLoS ONE 巻: 6 ページ: e28413
  • 査読あり
• [雑誌論文] Post liberation cleavage of signal peptides is catalyzed by the S2P protease in bacteria (2011)
  • 著者名/発表者名: Saito, A., Hizukuri, Y., Matsuo, E.-i., Chiba, S., Mori, H., Nishimura, O., Ito, K., and Akiyama, Y.
  • 雑誌名: Proc. Natl. Acad. Sci, USA 巻: 108 ページ: 13740-13745
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structure and function of SecDF, a protein export-enhancing membrane component (2011)
  • 著者名/発表者名: Tsukazaki, T., Mori, H. , Echizen, Y., Ishitani, R., Fukai, S., Tanaka, T, Perederina, A., Vassylyev, D. G., Kohno, T., Maturana, A. D., Ito, K. and Nureki, O.
  • 雑誌名: Nature 巻: 474 ページ: 235-238
  • 査読あり
• [雑誌論文] Recruitment of a species-specific arrest module to monitor different cellular processes (2011)
  • 著者名/発表者名: Chiba. S., Kanamori, T., Ueda, T., Akiyama, Y., Pogliano, K. and Ito, K.
  • 雑誌名: Proc. Natl. Acad. Sci, USA 巻: 108 ページ: 6073-6078
  • 査読あり
• [雑誌論文] Quality control of cytoplasmic membrane proteins in Escherichia coli. (2009)
  • 著者名/発表者名: Akiyama, Y.
  • 雑誌名: J. Biochem. 巻: 46 ページ: 449-454
  • 査読あり
• [雑誌論文] The Sec protein secretion system (2009)
  • 著者名/発表者名: Ito, K. and Mori, H.
  • 雑誌名: Bacterial Secreted Proteins, Ed. K. Wooldridge ページ: 3-22
• [雑誌論文] Substrate recognition and binding by RseP, an Escherichia coli intramembrane protease (2008)
  • 著者名/発表者名: Koide, K., Ito. K., and Akiyama, Y.
  • 雑誌名: J. Biol. Chem. 巻: 283 ページ: 9562-9570
  • 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., Fukai, S., Ishitani, R., Mori, T., Dohmae, N., Perederina, A., Sugita, Y., Vassylyev, D. G., Ito, K. and Nureki, O.
  • 雑誌名: Nature 巻: 455 ページ: 988-991
  • 査読あり
• [雑誌論文] A pair of circularly permutated PDZ domains control RseP, the S2P family intramembrane protease of E. coli. (2008)
  • 著者名/発表者名: Inaba, K., Suzuki, M., Maegawa, K., Akiyama, S., Ito, K., and Akiyama, Y.
  • 雑誌名: J. Biol. Chem. 巻: 283 ページ: 35042-35052
  • 査読あり
• [雑誌論文] The role of L1 loop in the mechanism of rhomboid intramembrane protease GlpG. (2007)
  • 著者名/発表者名: Wang, Y., Maegawa, S., Akiyama, Y. and Ha, Y.
  • 雑誌名: J. Mol. Biol. 巻: 374 ページ: 1104-1113
  • 査読あり
• [雑誌論文] Sequence features of substrates required for cleavage by GlpG, an Escherichia coli rhomboid protease. (2007)
  • 著者名/発表者名: Akiyama, Y. and Maegawa, S.
  • 雑誌名: Mol. Microbiol. 巻: 64 ページ: 1028-1037
  • 査読あり
• [雑誌論文] The intramembrane active site of GlpG, an Escherichia coli rhomboid protease, is accessible to water and hydrolyzes an extramembrane peptide-bond of substrates (2007)
  • 著者名/発表者名: Maegawa, S., Koide, K., Ito, K., and Akiyama, Y.
  • 雑誌名: Mol. Microbiol. 巻: 64 ページ: 435-447
  • 査読あり
• [雑誌論文] Environments of the active site region of RseP, an Escherichia coli RIP protease, assessed by site-directed cysteine alkylation (2007)
  • 著者名/発表者名: Koide, K., Maegawa, S., Ito, K., and Akiyama, Y.
  • 雑誌名: J. Biol. Chem. 巻: 282 ページ: 4553-4560
  • 査読あり
• [雑誌論文] SecY alterations that impair membrane protein folding and generate a membrane stress (2007)
  • 著者名/発表者名: Shimohata, N., Nagamori, S., Akiyama, Y., Kaback, H.R., and Ito, K.
  • 雑誌名: J. Cell Biol. 巻: 176 ページ: 307-317
  • 査読あり
• [学会発表] Post-liberation cleavage of signal peptides is catalyzed by the site-2 protease (S2P) in bacteria (2011)
  • 著者名/発表者名: Akiyama, Y.
  • 学会等名: The 18th East Asia Joint Symposium on Biomedical Research
  • 発表場所: Shanghai, China
  • 年月日: 20111207-09
• [学会発表] 細菌の蛋白質膜透過装置の構造・機能・病原性との関わり (2011)
  • 著者名/発表者名: 森博幸
  • 学会等名: 第48回細菌学会中部支部会
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 20111021-22
• [学会発表] 蛋白質膜透過を促進する膜内在性因子SecDFの構造と機能 (2011)
  • 著者名/発表者名: 森博幸、塚崎智也、越前友香、秋山芳展、濡木理、伊藤維昭
  • 学会等名: 第84回日本生化学会大会シンポジウム「生体膜エネルギー変換装置の超分子科学」
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 20110921-24
• [学会発表] Function and regulation of RseP, the S2P family intramembrane protease of E. coli (2011)
  • 著者名/発表者名: Akiyama, Y. and Hizukuri, Y.
  • 学会等名: International Union of Microbiological Societies 2011 Congress
  • 発表場所: Sapporo, Japan
  • 年月日: 20110905-10
• [学会発表] プロトン駆動力を用いたSecDFによる蛋白質膜透過の昂進機構 (2011)
  • 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11回日本蛋白質科学会年会ワークショップ「細胞膜ダイナミクス : In vitro再構成系によるアプローチ」
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 20110607-09
• [学会発表] バクテリアの蛋白質膜透過チャネルSecYEGと相互作用する因子の解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 森博幸
  • 学会等名: 理研シンポジウム「第3回生体分子の分離・解析法の進展-膜タンパク質への応用-」
  • 発表場所: 和光
  • 年月日: 2011-10-28
• [学会発表] Structure, function and evolution of bacterial protein translocation machinery (2010)
  • 著者名/発表者名: Mori, H., Tsukazaki, T., Akiyama, Y., Nureki, O. and Ito, K.
  • 学会等名: 第33回日本分子生物学会年会・第83回日本生化学会大会合同大会ワークショップ「進化からみたタンパク質社会」
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 20101207-10
• [学会発表] Fate of signal peptides in bacteria: post liberation cleavage by S2P protease. (2010)
  • 著者名/発表者名: 斎藤啓、千葉志信、松尾英一、西村紀、伊藤維昭、秋山芳展
  • 学会等名: 第33回日本分子生物学会大会・第83会日本生化学会大会合同大会ワークショップ「膜タンパク質の構造・機能から見るオルガネラの進化」
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 20101207-10
• [学会発表] Roles of the two PDZ domains of RseP, the S2P family intramembrane protease of Escherichia coli, in regulation of its protease function (2010)
  • 著者名/発表者名: Hizukuri, Y. and Akiyama, Y.
  • 学会等名: The 3^<rd> International Symposium on Protein Community
  • 発表場所: Nara, Japan
  • 年月日: 20100913-16
• [学会発表] A functionally important intramolecular interaction in SecA : involvement of hydrophobic amino acids in motif IV and anti-parallel beta sheet in translocase activation (2010)
  • 著者名/発表者名: Mori, H., Tsukazaki, T., Nureki, O., Ito, K. and Akiyama, Y.
  • 学会等名: The 3^<rd> International Symposium on Protein Community
  • 発表場所: Nara
  • 年月日: 20100913-16
• [学会発表] 細菌のタンパク質膜透過装置の構造と機能 (2010)
  • 著者名/発表者名: 森博幸
  • 学会等名: 第4階細菌学若手コロッセウム
  • 発表場所: 修善寺
  • 年月日: 20100826-28
• [学会発表] New function of RseP, the E. coli S2P family protease (2010)
  • 著者名/発表者名: Akiyama, Y.
  • 学会等名: Gordon Research Conference on Proteolytic enzymes & their inhibitors
  • 発表場所: Lucca, Italy
  • 年月日: 20100502-07
• [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
  • 年月日: 20091030-1101
• [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
  • 年月日: 20091021-24
• [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. and Ito, K.
  • 学会等名: Innovative Nanoscience of Supermolecular Motor Proteins Working in Biomembranes
  • 発表場所: Kyoto, Japan
  • 年月日: 20090908-10
• [学会発表] 大腸菌RIPプ「直接性、不可逆性を特徴とする新しいシグナル伝達のメカニズム」 (2008)
  • 著者名/発表者名: 秋山芳展
  • 学会等名: 第31回日本神経科学大会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 20080709-11
• [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
  • 年月日: 20080311-13
• [学会発表] Function and regulation of E. coli membrane metalloproteases (2007)
  • 著者名/発表者名: Akiyama, Y.
  • 学会等名: Gordon Research Conference on Matrix metalloproteinases
  • 発表場所: Lucca, Italy
  • 年月日: 20070603-08
• [学会発表] How does SecA ATPase drive protein translocation? (2007)
  • 著者名/発表者名: Mori, H. and Ito, K.
  • 学会等名: The 14th East Asia Joint Symposium on Biomedical Research
  • 発表場所: Tokyo, Japan
  • 年月日: 2007-11-14
• [備考]
  • URL: http://www.virus.kyoto-u.ac.jp/Lab/akiyama/index.html