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2000 年度 研究成果報告書概要

蛋白質の膜透過・局在化システムの構造と分子認識機構

研究課題

研究課題/領域番号 09308021
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 構造生物化学
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)
研究期間 (年度) 1997 – 2000
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。膜透過装置の作動機構、ならびに膜透過後の選別・外膜局在化機構について研究し、以下の成果を得た。
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。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。膜透過装置内には、複数のSecG分子が近接して存在している。リポ蛋白質の外膜局在化には、LolA以外に、外膜受容体LolBと細胞質膜のLolCDE複合体が必須である。これらLol因子は大腸菌の生育に必須であり、また他のグラム陰性細菌に広く存在する。リポ蛋白質の選別シグナルは、LolCDE複合体が認識する。LolAとLolCDE間には相互作用があり、遊離したリポ蛋白質とLolAが複合体を形成するためには、この相互作用が重要である。内膜残留シグナルを持つリポ蛋白質は、LolCDEに認識されないため遊離しない。

  • 研究成果

    (35件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (35件)

  • [文献書誌] Matsuyama,S.: "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)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Shimizu,H.: "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. 1013-1021 (1997)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Yakushi,T.: "Lethality of the covalent linkage between mislocalized major outer membrane lipoprotein and the peptidoglycan of Escherichia coli."J.Bacteriol.. 179. 2857-2862 (1997)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] 西山賢一: "構造変化を繰り返す分泌蛋白質膜透過装置"蛋白質,核酸,酵素. 42. 1-11 (1997)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [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)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Suzuki,H.: "Coupled structure change of SecA and SecG revealed by the synthetic lethality of the secA csR11 and ΔsecG : kan double mutant."Mol.Microbiol.. 29. 331-341 (1998)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [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 Escherichia coli."Gene. 216. 303-309 (1998)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [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)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [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)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] 西山賢一: "蛋白質膜透過装置の構造変化と作動機構"生物物理. 217. 104-110 (1998)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [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)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Yokota,N.: "Characterization of the LolA-LolB system as the general lipoprotein localization mechanism of Escherichia coli."J.Biol.Chem.. 274. 30995-30999 (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Suzuki,H.: "Increases in acidic phospholipid contents specifically restore protein translocation in a cold-sensitive secA or secG null mutant."J.Biol.Chem.. 274. 31020-31024 (1999)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Yakushi,T.: "A new ABC transporter mediating the detachment of lipid-modified proteins from membranes."Nature Cell Biology. 2. 212-218 (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Nagamori,S.: "Two SecG molecules present in a single protein translocation machinery are functional even after crosslinking."J.Biochem.. 128. 129-137 (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Nishiyama,K.: "Role of the non-essential region encompassing the N-terminal two transmembrane stretches of SecE."Biosci.Biotech.Biochem.. 64. 2121-2127 (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] 薬師寿治: "グラム陰性細菌におけるリポ蛋白質の生合成機構-リポ蛋白質の選別と外膜局在化機構を中心に-"日本細菌学雑誌. 55. 517-526 (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Tokuda,H.: "Membrane proteins Structure, function and expression control"Hamasaki,N.,Mihara,K.. 413 (1997)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Tokuda,H.: "Protein targeting and translocation"D.A.Phoenix. 292 (1998)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Matsuyama, S.: "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)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Shimizu, H.: "Expression of gpsA encoding biosynthetic snglycerol-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. 1013-1021 (1997)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Yakushi, T.: "Lethality of the covalent linkage between mislocalized major outer membrane lipoprotein and the peptidoglycan of Escherichia coli."J.Bacteriol.. 179. 2857-2862 (1997)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [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)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Suzuki, H.: "Coupled structure change of SecA and SecG revealed by the synthetic lethality of the secAcsR11 and ΔsecG : : kan double mutant."Mol.Microbiol.. 29. 331-341 (1998)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [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 Escherichia coli."Gene. 216. 303-309 (1998)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [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)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [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)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [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)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Yokota, N.: "Characterization of the LolA-LolB system as the general lipoprotein localization mechanism of Escherichia coli."J.Biol.Chem.. 274. 30995-30999 (1999)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Suzuki, H.: "Increases in acidic phospholipid contents specifically restore protein translocation in a cold-sensitive secA or secG null mutant."J.Biol.Chem.. 274. 31020-31024 (1999)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Yakushi, T.: "A new ABC transporter mediating the detachment of lipid-modified proteins from membranes."Nature Cell Biol.. 2. 212-218 (2000)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Nagamori, S.: "Two SecG molecules present in a single protein translocation machinery are functional even after crosslinking."J.Biochem.. 128. 129-137 (2000)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Nishiyama, K.: "Role of the non-essential region encompassing the N-terminal two transmembrane stretches of SecE."Biosci.Biotech.Biochem.. 64. 2121-2127 (2000)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Tokuda, H.: "Topology inversion of SecG, a membrane factor of E.coli protein translocase.(ed.N.Hamasaki and K.Mihara, Kyusyu University Press/Karger Medical and Scientific Publishers)"Membrane proteins Structure, function and expression control. 413. 183-190 (1997)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Tokuda, H.: "Protein traffic from the cytosol to the outer membrane of Escherichia coli.(ed.D.A.Phoenix, Portland Press)"Protein targeting and translocation. 292. 105-119 (1998)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より

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公開日: 2002-03-26  

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