膜蛋白SecYのポリペプチドトランスロケ-タ-機能の追求

1991 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 02404087
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 伊藤 維昭 京都大学, ウィルス研究所, 教授 (90027334)
• 研究分担者: 秋山 芳展 京都大学, ウィルス研究所, 助手 (10192460)
• キーワード: タンパク質分泌 / タンパク質膜透過 / SecY / SecE / 優性変異 / ペリプラズム / タンパク質のおりたたみ / ジスルフィド結合

研究概要

プラスミド上のsecYに変異を誘起して、野生株細胞中でも分泌阻害を引き起こす優性欠損変異secY^<ーd>1(細胞質領域5と膜貫通領域9の境界付近の3アミノ酸、R^<372>ーLーTの欠失)を分離した。SecY^<ーd>1産物は膜透過促進活性を持たないが他の因子と相互作用する能力は保持しているため、活性のない分泌装置複合体を形成して他の因子を奪うことによって正常なSecY複合体の形成を妨げる、とのモデルを考えられている。多数分離した低温感受性secY変異の内で細胞質領域5および6に起こったものにも優性負効果が観察された。細胞質領域5を中心としたC末端側にSecY活性に極めて重要な部位があると考えられる。
一方、secY^<ーd>1の優性欠損効果を打ち消す遺伝子内抑制変異の分離解析、種々のSecYーPhoA融合タンパク質の分泌阻害効果の解析から、分泌阻害効果(他の因子との相互作用)に関わる部位が細胞質領域4を中心としたSecYの中央部位に存在することが示唆された。
また、SecEを過剰生産させるとsecY^<ーd>1の分泌阻害効果が打ち消された。さらに、マルチコピ-プラスミド上の遺伝子ライブラリ-を探索したところ染色体60分領域にマルチコピ-状態でsecY^<ーd>1の効果を打ち消す遺伝子(ydrと命名)を同定し、その塩基配列を決定した。SecY複合体には従来示唆されていたSecEの他に、新しい因子Ydrが含まれることが考えられる。
一方、膜透過後の分泌タンパク質の構造形成(ジスルフィド結合形成)を補助する因子PpfAを同定した。

研究成果

• [文献書誌] Sakaguchi,M.,Ueguchi,C.,Ito,K.,and Omura,T.: "Yeast gene which suppresses the defect in protein export of a secY mutant of E.coli." J.Biochem.109. 799-802 (1991)
• [文献書誌] Taura,T.,and Ito,K.: "Does protein secretion activitiy vary during the cell cycle of Escherichia coli?" J.Biochem.109. 811-815 (1991)
• [文献書誌] Ito,K.and Akiyama,Y.: "In vivo analisis of integration of membrane proteins in Escherichia coli." Mol.Microbiol.5. 2243-2253 (1991)
• [文献書誌] Kamitani,S.,Akiyama,Y.,and Ito,K.: "Identification and characterization of an Escherichia coli gene required for the formation of correctly folded alkaline phosphatase,a periplasmic enzyme." EMBO J.11. 57-62 (1992)
• [文献書誌] Ueguchi,C.,and Ito,K.: "Multicopy suppression: an approach to understanding intracellular functioning of the protein export system." J.Bacteriol.174. (1992)
• [文献書誌] Shimoike,T.,Akiyama,Y.,Baba,T.,Taura,T.,and Ito,K.: "SecY variants that interfere with Escherichia coli protein export in the presence of normal secY." Mol.Microbiol.6. (1992)