大腸菌分子シャペロンDnaJの構造的/機能的アナログ:cbpA蛋白質の分子機能

1994 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 06261217
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 上口 智治 名古屋大学, 農学部, 助手 (20232738)
• 研究分担者: 水野 猛 名古屋大学, 農学部, 教授 (10174038)
• キーワード: CbpA / DnaJ / 分子シャペロン / ストレス応答 / 栄養飢餓ストレス / シグマ因子 / 核様体タンパク質 / 転写後制御

研究概要

I.DnaJアナログであるCbpAの機能解析
1)cbpA欠失変異株を構築し、その表現型を調べた。cbpAの単独欠失変異は野生株とほとんど変わらない生育を見せるが、cbpA/dnaJ二重変異株は生育温度領域が著しく狭い、セプタム形成の異常に伴う細胞の伸長、炭素源枯渇に伴う生存率の低下等の表現型が観察された。従ってCbpAはDnaJと同様の生理的機能を保持していると考えられる。
2)cbpAの転写が増殖定常期やリン酸源の枯渇に誘導されることを見いだした。このことは抗CbpA抗体を用いた免疫ブロティング法でも確認された。この誘導は栄養飢餓ストレス特異的なシグマ因子であるσ^Sに依存する。このことから大腸菌は2種類のDnaJ様シャペロンをストレスの種類に応じて使い分けているのではないかと推測した。
II.栄養飢餓ストレス応答の分子機構
cbpAの発現調節を解析する中で、σ^Sの発現調節に大腸菌核様体タンパク質H-NSが深く関与していることを明らかにした。詳細な解析の結果、H-NSはσ^Sの翻訳と産物の安定性の両段階を負に調節することで、栄養飢餓に応答した発現を保証していることが分かった。栄養飢餓ストレス応答は、近年多くの研究者が関心を寄せている研究分野であり、σ^Sの発現制御機構の解明はその中でも中心的課題となっている。我々の研究結果は当該分野の進展に重要な寄与をなしたといえる。

研究成果

• [文献書誌] Ueguchi C.,Kakeda M.,Yamada H. & Mizuno T.: "An analogue of the DnaJ molecular chaperone in Escherichia coli." Proc.Natl.Acad.Sci.USA. 91. 1054-1058 (1994)
• [文献書誌] Yamada H.,Mori H.,Momoi H.,Nakagawa Y.,Ueguchi C. & Mizuno T.: "A fission yeast gene encoding a protein that preferentially binds to curved DNA." Yeast. 10. 883-894 (1994)
• [文献書誌] Tanaka K.,Ueguchi C. & Mizuno T.: "Importance of stereospecific positioning of the upstream cis-acting DNA element containing a curved DNA structure for the functioning of the Escherichia coli proV promoter." Biosci.Biotech.Biochem.58. 1097-1101 (1994)
• [文献書誌] Yamashino T.,Kakeda M.,Ueguchi C.& Mizuno T.: "An analogue of the DnaJ molecular chaperone whose expression is controlled by σ^S during the stationary phase and phosphate starvation in Escherichia coli." Mol.Microbiol.13. 475-483 (1994)
• [文献書誌] Yamashino T.,Ueguchi C.& Mizuno T.: "Quantitative control of the stationary phase-specific sigma factor,σ^S,in Escherichia coli:Involvement of the nucleoid protein,H-NS." EMBO J.14. 594-602 (1995)
• [文献書誌] Shindo H.,Iwaki T.,Ieda R.,Kurumizaka H.,Ueguchi C.,Mizuno T.,Morikawa S.,Nakamura H.& Kuboniwa H.: "Solution structure of the DNA binding domain of a nucleoid-associated protein,H-NS,from Escherichia coli." FEBS Lett.(in press). (1995)