研究課題
「膜内部でのタンパク質切断」は、近年その概念が確立されたタンパク質分解の新たな様式であり、膜タンパク質が脂質二重層内部で切断されることで、その機能が調節され、また、膜を越えたシグナル伝達を媒介する。「膜内部でのタンパク質切断」は、原核生物から真核生物まで、様々な生体プロセスで重要な役割を果たす。大腸菌RsePはS2Pファミリ－膜内切断プロテアーゼに属する膜プロテアーゼであり、基質の切断を通してシグマE経路表層ストレス応答における膜を超えたシグナル伝達や、膜の品質管理に働く。しかしながら、RsePによる基質の特異的な認識・切断やその調節機構は不明の点が多い。本研究では、RsePの新たな生理基質・機能の同定を目的として、野生型及び活性変異型のRsePを過剰発現した細胞の膜画分からタンパク質を抽出し、定量プロテオーム解析によってその蓄積量を比較した。その結果、鉄クエン酸錯体の細胞内への取り込みに関わるFecシステムを構成する一群のタンパク質の蓄積量が、RseP機能不全により低下することを見出した。これらを元に、RsePがFecシステム因子をコードするFec遺伝子群の転写活性化に必須であることを明らかにした。さらに、Fec遺伝子群の転写を調節するType II 一回膜貫通タンパク質FecRに注目し、FecRとそのモデル基質を用いた解析から、RsePがFecRを切断すること、その切断断片がFec遺伝子群の転写を誘導することを見出した。以上の結果は、RsePがFecRの切断を介してFec遺伝子群の発現を調節し、大腸菌の鉄取り込み制御に関与することを示唆する。本成果はRsePの作用メカニズムの解明や生理的役割の理解に貢献することが期待される。
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