研究課題
大腸菌におけるタンパク質膜挿入・膜透過反応には、申請者らが発見・同定した糖脂質MPIaseが重要な役割を果たしている。特に、一部の膜タンパク質の膜挿入反応はMPIaseのみによって触媒されるため、「糖脂質酵素（Glycolipozyme）」という概念を提唱している。我々は、リン脂質生合成にかかわるCDP-ジアシルグリセロール（CDP-DAG）生合成酵素CdsAがMPIase生合成にも関与することを見出した。MPIase生合成反応におけるCdsAの作用を解析したところ、CdsAはフォスファチジン酸（PA）にGlcNAcリン酸（GlcNAc-P）を取り込む反応を触媒し、MPIase生合成中間体GlcNAc-PP-DAG（Compound I）を生成することが判明した。この反応には基質としてCTP、PA、GlcNAc-Pが必要であった。また、高pH条件でCDP-DAG生産に欠陥が生じるCdsA8変異体を用いて解析したところ、高pH条件ではCdsA8量のCDP-DAGが生成した後、Compound Iが生成する様子が観察された。さらに、この変異株を高pH条件で培養するとMPIaseの発現量が大幅に増加した。これらの結果から、CdsA上では、まずCTPとPAからCDP-DAGが生成し、CdsAから解離する前にGlcNAc-PがCMPと置換されCompound Iが生成する機構が明らかとなった。タンパク質膜挿入の再構成系では、自発的膜挿入を完全に排除した再構成系を確立した。この系を用いて解析した結果、SecYEGやSRPを利用するしないにかかわらず、すべてのタンパク質はMPIaseに依存して膜挿入すること、MPIase依存の膜挿入はYidCにより促進されることが判明した。
2: おおむね順調に進展している
タンパク質膜挿入にかかわる糖脂質酵素MPIaseの生合成経路の一部を明らかにし、MPIase枯渇株を構築して、MPIaseがin vivoでも膜挿入反応に必須であり、その結果生育にも必須であることを証明することができた。再構成系においても、MPIaseは膜挿入に必須であることを示すことができ、さらにはYidCにより促進されることを発見した。これらについては、論文一報が公表されているが、二報分については現在改定中であるため「（２）おおむね順調に進展している」と評価した。
MPIaseの生合成酵素の探索を続行して、MPIase生合成経路の全貌を明らかにする。再構成系では、すでに構築した再構成系に変異型MPIaseやSecYEG、YidCなどの変異体を導入し、さらに詳細に膜挿入機構を解明する。
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すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (13件) (うち国際学会 2件、 招待講演 1件) 備考 (1件)
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