| 研究概要 |
オルガネラプロテオミクスによって新規に同定されたペルオキシソームLonプロテアーゼ(pxLon)の生理的機能の解明を目的として,大腸菌中で組換え発現したタンパク質を用いて諸性質の検討を行った.
部分精製pxLonはゲルろ過で単量体から多量体に分布し,単量体以外はいずれも同程度のATPase活性およびATP依存性のペプチダーゼ/プロテアーゼ活性を示す.ペプチダーゼ活性の至適pHはpH9.5付近にあり,様々なセリンプロテアーゼ阻害剤のうちキモトリプシンの特異的阻害剤であるN^α-tosyl phenyl chloromethyl ketoneによって阻害された.しかし消光性蛍光基質ライブラリーを用いた検討では,pxLonはアラニン残基のC末側ペプチド結合を優先的に切断し,エラスターゼ様の基質特異性を示すことが明らかとなり,大腸菌Lonがキモトリプシン様の基質特異性を示すのとは性質を異にした.ペルオキシソームのマトリックスタンパク質の輸送シグナルに2種類(PTS1およびPTS2)が知られており,N末延長ペプチドであるPTS2は輸送後切断除去されるが,この反応を担う酵素未だ同定されていない.PTS2のコンセンサス配列(Arg/Lys-Leu/Val/Ile-X_5-His/Gln-Leu/Ala)から,pxLonがシグナルペプチダーゼとして機能している可能性も考えられ,現在検討中である.また多量体構造をとるpxLonには熱変性タンパク質の凝集を防ぐシャペロン活性も認められた.この結果は分子状酸素を使って酸化反応を行うペルオキシソームにおいて,酸化防止あるいは酸化変性されたタンパク質の分解による品質管理にpxLonが働いている可能性を示唆する.
大腸菌Lonとの一次構造比較から推定された活性中心セリン残基(Ser-733)をアラニンに置換した変異体(pxLonS743A)は,ペプチダーゼおよびプロテアーゼ活性は全く示さなかったが,野生型と同程度ATPase活性を示し,両活性が互いに独立した活性であることが示唆された.さらに多量体構造の変異体にも野生型と同様のシャペロン活性も認められた.
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