枯草菌における分泌蛋白質と膜蛋白質の謝別と局在化のネットワーク

2003 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 12460037
• 研究機関: 筑波大学
• 研究代表者: 山根 國男 筑波大学, 生物科学系, 教授 (20013336)
• 研究分担者: 中村 幸治 筑波大学, 生物科学系, 助教授 (40212097)
• キーワード: 枯草菌 / タンパク質分泌装置 / SRP / SecA / 膜タンパク質 / プロテオーム

研究概要

枯草菌における菌体外蛋白質の分泌機構と膜蛋白質の識別・輸送・局在化機構を解析し、細胞内におけるこれら機構の相互作用・ネットワークを明らかにするために以下の研究を行った。
(1)枯草菌蛋白質分泌系で作用するSRPの構成成分と機能分担について:
ヒトSRPの構成成分であるSRP 7S RNAとSRP54蛋白質の枯草菌相同物質としてscRNAおよびFfhを明らかにし、さらにSRP 7S RNAのAluドメインにあたるscRNAドメインIに結合する蛋白質としてヒストン様蛋白質Hbsuを明らかにした。これらの各成分に変異を導入して、前駆体蛋白質の認識・結合への影響を解析し、SRP構成成分の機能の分担を解析した。
(2)SRP受容体FtsYとSRPの蛋白質因子のFthとの相互作用の解析:
FtsYは哺乳類細胞におけるSRP受容体SRαサブユニットの相同因子として見出された。FtsYは蛋白質分泌系で中心的な役割をするSecAとは相互作用できないがFthとは相互作用できることを明らかにした。さらにFthはFtsYが存在しない時は細胞膜に存在するがFtsYを加えると膜から細胞質中に遊離した。これらのことから蛋白質分泌系におけるFtsYの役割を解析した。
(3)枯草菌細胞膜を構成する蛋白質とネットワークの解析:
枯草菌ではゲノム解析の結果推定された4100種類の遺伝子産物のうちの30%以上に当たる約1400種類が膜蛋白質と推定された。実際に細胞膜を調整し、二次元ゲル電気泳動で分離し、MALDITOFMSによって細胞膜蛋白質成分約637種類を同定し、蛋白質分泌機構との関係をSecA条件欠損株を利用して解析し、蛋白質局在化ネットワークを解析した。

研究成果

• [文献書誌] Kumano, Miyuki: "Lincomycin-resistant mutations focused at two regions immediately downstream to the -10 of lmr promoter cause overexpression of a putative multidrug efflux pump in Bacilus subtilis mutants"Antimicrobial Agents and Chemotherapy. 47. 432-435 (2003)
• [文献書誌] Watanabe Shouji: "Requirement of mannitol-1-phosphate dehydrogenase (MtlD) for mannitol and glucitol assimilation in Bacillus subtilis : Possible co-operation of mtl and gut operons for glucitol assimilation. Functional genomics of Gram-positive microorganism"J.Bacteriol.. 185. 4816-4824 (2003)
• [文献書誌] Kobayashi, Kazuo: "Essetial Bacillus subtilis genes"Proc.Natl.Acad.Sci.USA. 100. 4678-4683 (2003)
• [文献書誌] Bunai Keigo: "Proteomic analysis of acrylamide gel separated proteins immobilized on polyvinylidene difuloride membrane following proteolytic digestion in the presence of 80% acetonitrile"Proteomics. 3. 1738-1749 (2003)
• [文献書誌] Bunai Keigo: "Profiling of comprehensive expression analysis of ABC transporter solute-binding proteins of Bacillus subtilis membrane based on a proteomic approach"Electrophoresis. 25. 141-155 (2004)
• [文献書誌] Haga Keiko: "Effects of essential carbohydrate/aromatic stacking interaction wit Tys100 and Phe259 on substrate binding of cyclodextrin glycanotransferase from Alkalophilic Bacillus sp.1011"J.Biochem.. 134. 881-891 (2003)