グルコース代謝系による情報処理と遺伝子発現制御

2002 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 13480227
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 饗場 弘二 名古屋大学, 大学院・理学研究科, 教授 (20025662)
• キーワード: グルコース応答 / His-リン酸リレー系 / PTS / グルコーストランスポーター / Mlc / mRNA分解 / RNaseE / 解糖系

研究概要

リン酸化と共役して糖の細胞内への取り込みを担うPTSは、バクテリアで発見された最初のリン酸リレー情報伝達系である。His-リン酸リレー系であるPTSは、より多様な機能を有していることが明らかになりつつあり、とりわけ細胞活性制御機能に注目が集まっている。本研究は、PTSの制御機能を中心に据えて、大腸菌におけるグルコース応答の包括的理解を目指し行われ、今年度は以下の成果が得られた。
Mlcを介するグルコースによる転写誘導機構の解析
Lac-MlcおよびLac-IIBキメラタンパク質の解析などから、IICBGlcとの結合そのものではなく、IICBGlcとの結合によりMlcが膜領域にトラップされることがMlcの活性調節にとって重要であることを明らかにした。
解糖系によるptsG mRNAの分解制御機構の解析
一連の解糖系酵素の阻害がIICBGlcの発現、ptsG mRNAの発現と分解にどのように影響するかを明らかにするため、各段階を触媒する酵素の遺伝子の変異株を作成、取得し、ノーザンブロティングなどによりIICBGlcの発現およびptsG mRNAの発現を解析した。一連の生化学的解析も併せ、G-6-PまたはF-6-Pの細胞内の蓄積がptsG mRNAの分解の初期シグナルであることを明らかにした。また、一連のptsGcrp融合遺伝子を構築し、融合遺伝子の発現をタンパク質レベルおよびmRNAレベルで解析した。この結果、翻訳途上のIICBGlcの膜へのターゲッティングがptsG mRNAの分解に必須であることを明らかにした。

研究成果

• [文献書誌] Ueda, K., Yamamoto, Y., Ogawa, K., Abo, T., Inokuchi, Aiba, H.: "Bacterial SsrA system plays a role in coping with unwanted translational readthrough"Genes to Cells. 7. 509-519 (2002)
• [文献書誌] Abo, Y., Ueda, K., Sunohara, T., Ogawa, K., Aiba, H.: "SsrA-mediated protein tagging in the presence of miscoding drugs and its physiological role in Escherichia coli"Genes to Cells. 7. 629-638 (2002)
• [文献書誌] Sunohara, T., Abo, T., Inada, T., Aiba, H.: "The C-terminal amino acid sequence of nascent peptide is a major determinant of SsrA tagging at all three stop codons"RNA. 8. 1416-1427 (2002)
• [文献書誌] Yamamoto, Y., Sunohara, T., Jojima, K., Inada, T., Aiba, H.: "SsrA-mediated trans-translation plays a role in mRNA quality control by facilitating degradation of truncated mRNAs"RNA. 9(in press). (2003)
• [文献書誌] Morita, T., El-Kazzaz, W., Tanaka, Y., Inada, T., Aiba, H.: "Accumulation of Glucose-6-phosphate or Fructose-6-phosphate Is Responsible for Destabilization of Glucose Transporter mRNA in Escherichia coli"J. Biol. Chem.. (in press). (2003)