蛋白質の膜透過・局在化システムの構造と分子認識機構

1998 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: 蛋白質分泌 / 膜小胞 / プロトン駆動力 / SecA / リポタンパク質 / LolA

研究概要

大腸菌の分泌蛋白質膜透過を直接駆動しているのはSecAの膜への挿入と脱離運動である。SecGは自らが膜内で配向性の反転を繰り返し、SecAの運動を促進していることをSecA変異体やSecG遺伝子破壊株から調製した膜小胞を用いてin vitroで証明した。
さらに、膜透過を促進するプロトン駆動力はSecAの膜からの脱離反応を促進していることを明らかにした。これにより、膜透過反応のエネルギー要求機構を統一的に理解できるようになった。
大腸菌リポタンパク質が選別シグナルに依存して、LolAと複合体を形成し細胞質膜から遊離する反応をin vitroで調べることが出来る実験系を確立した。この実験系によって遊離反応にはATPの加水分解が必須であること、すなわち細胞質膜には未知のATPaseが依存することを明らかにした。

研究成果

• [文献書誌] Suzuki, H.: "Coupled structure change of SecA and SecG revealed by synthetic lethality of the secAcsR11 and ΔsecG :: kan double mutant." Mol. Microbiol.29. 331-341 (1998)
• [文献書誌] Kunioka, E.: "Cloning and expression of the secA gene of a marine bacterium, Vibrio alginolyticus, and analysis of its function in Eschrichia coli." Gene. 216. 303-309 (1998)
• [文献書誌] Yakushi, T.: "LolA-dependent release of a lipid-modified protein from the inner membrane of Escherichia coli requires nucleoside triphosphate." J.Biol.Chem.273. 32576-32581 (1998)
• [文献書誌] Nishiyama, K.: "Molecular Cloning and Functional Characterization of SecE of a Marine Bacterium, Vibrio alginolyticus." Biochem.Biophys.Res.Cmmun.251. 894-897 (1998)
• [文献書誌] Tajima, T.: "Genetic analyses of the in vivo function of LolA, a periplasmic chaperone involved in the outer membrane localization of Escherichia coli lipoproteins." FEBS Lett.439. 51-54 (1998)
• [文献書誌] Nishiyama, K.: "Membrane-deinsertion of SecA underlying proton motive force-dependent stimulation of protein translocation." EMBO J.18. 1049-1058 (1999)
• [文献書誌] Tokuda, H.: "Protein targeting and translocation" Portland Press, 292 (1998)