蛋白質の膜透過・局在化システムの構造と分子認識機構

1997 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 09308021
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 徳田 元 東京大学, 分子細胞生物学研究所, 教授 (40125943)
• 研究分担者: 西山 賢一 東京大学, 分子細胞生物学研究所, 助手 (80291334)
• キーワード: プロトン駆動力 / ATP / 分泌蛋白質 / 膜透過 / リポ蛋白質 / 外膜局在化

研究概要

大腸菌の外膜やペリプラズムに存在する蛋白質は、前駆体として合成され膜透過装置によって細胞質膜(内膜)を通過した後、選別されてそれぞれの場所に局在化する。本研究は、膜透過装置の作動機構を明らかにすること、ならびに膜透過後の選別・外膜局在化機構を明らかにすることを目的として行い、以下の成果を得た。
1.膜透過反応が効率よく進行するためには、SecAの膜挿入・脱離サイクルとSecGの膜内配向性反転サイクルが共役することが必須である。
2.これまで不明であったプロトン駆動力の役割は、脱離段階を促進することによってSecAの膜挿入・脱離サイクルの効率を高める。
3.SecGの膜内配向性の反転は、SecAの膜挿入段階に重要である。
4.リポ蛋白質がLolA(p20)と複合体を形成して内膜を遊離する過程を調べるin vitro実験系を構築した。
5.リポ蛋白質の内膜遊離にはリン酸結合のエネルギーが必須である。
6.内膜にはATPなどのエネルギーによってリポ蛋白質を遊離させるバナジン酸感受性の因子が存在する。

研究成果

• [文献書誌] T.Yakushi: "Lethality of the covalent linkage between mislocalized major outer membrane lipoprotein and the peptidoglycan of Escherichia coli." J.Bacteriol.179. 2857-2862 (1997)
• [文献書誌] S.Matsuyama: "A novel outer membrane lipoprotein,LolB (HemM),involved in the LolA (p20)-dependent localization of lipoproteins to the outer membrane of Escherichia coli." EMBO J.16. 6947-6955 (1997)
• [文献書誌] H.Shimizu: "Expression of gpsA encoding biosynthetic sn-glycerol-3-phosphate dehydrogenase suppresses both the LB phenotype of a secB null mutant and the cold-sensitive phenotype of a secG null mutant." Mol.Microbiol.26. 1015-1023 (1997)
• [文献書誌] E.Kimura: "A dtsR gene-disrupted mutant of Brevibacterium lactofermentum requires fatt acids for growth and efficiently produces L-glutamate in the presence of an excess biotin." Biochem.Biohys.Res.Commun.234. 157-161 (1997)
• [文献書誌] H.Tokuda: "Membrane Proteins" Karger Medical and Scientific Publishers, 413 (1997)