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2020 年度 実績報告書

タンパク質の膜挿入・膜透過経路の再構成による糖脂質MPIaseの作用機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 18J21847
研究機関岩手大学

研究代表者

西川 華子  岩手大学, 連合農学研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2018-04-25 – 2021-03-31
キーワードTAT膜透過反応 / MPIase / 膜タンパク質精製 / タンパク質膜透過機構の再構成系構築 / 膜ターゲティング機構
研究実績の概要

R2年度では、2年目で確立したTat因子およびMPIaseの精製法、プロトン駆動力の形成条件により、各因子の精製と再構成系の構築を行った。プロテオリポソーム存在下でTAT基質SufIをRIラベル合成し、プロテオリポソームに対する膜透過を観察したところ、TatABC/MPIase全てを含むプロテオリポソーム存在下でのみSufIの膜透過が観察された。またMPIase量を増加させたところ、SufIの膜透過活性はさらに上昇した。これらの結果は、報告されていた必須因子TatABCおよびプロトン駆動力だけではなく、糖脂質MPIaseもTAT膜透過反応に必須であることを強く示したものである。精製因子のみによるTAT膜透過反応の再構成系において活性が確認されたのは、本研究が世界で初めてである。またTAT膜透過反応においてMPIaseは基質の膜へのターゲティングに関与しているというデータも得られた。基質のシグナル配列を認識すると従来報告されてきたTatCを欠損させた株を用い、細胞質に蓄積するであろう前駆体SufIの精製を試みたが、TatC欠損株でもSufIは細胞質膜上に局在していた。一方MPIase枯渇株では、前駆体SufIは細胞質膜上には局在せず、細胞質に蓄積していた。この結果は、TatCではなくMPIaseが基質の膜ターゲティングに関与していることを示唆している。さらに、膜透過が阻害されるシグナル配列の変異体であるSufI (KK) でもMPIaseが存在する内膜への局在が観察された。一連の結果から、MPIaseは細胞質膜上でTAT基質前駆体を受容するが、そのシグナル配列が機能的であるかどうかを識別することはできず、MPIaseによって膜挿入された基質シグナル配列のRR残基をTatCが認識することでTAT膜透過反応がスタートするという新たな膜透過モデルを提唱できる。

現在までの達成度 (段落)

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (4件)

すべて 2021 2020

すべて 雑誌論文 (1件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件) 学会発表 (3件)

  • [雑誌論文] Ring assembly of c subunits of F0F1‐ATP synthase in Propionigenium modestum requires YidC and UncI following MPIase‐dependent membrane insertion2021

    • 著者名/発表者名
      Nishikawa Hanako、Kanno Kotoka、Endo Yuta、Nishiyama Ken‐ichi
    • 雑誌名

      FEBS Letters

      巻: 595 ページ: 647~654

    • DOI

      10.1002/1873-3468.14036

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] F0F1-ATPaseのcサブユニット (F0c) の膜挿入・cリング形成の分子機構の解明2021

    • 著者名/発表者名
      〇西川華子、菅野琴華、遠藤佑太、西山賢一
    • 学会等名
      第15回 無細胞生命学研究会
  • [学会発表] TAT(Twin-Arginine Translocation)膜透過機構の解析2020

    • 著者名/発表者名
      〇西川華子、菅野琴華、沢里克宏、山田美和、西山賢一
    • 学会等名
      第93回 日本生化学会大会
  • [学会発表] TAT(Twin-Arginine Translocation)膜透過の再構成系の構築2020

    • 著者名/発表者名
      〇西川華子、菅野琴華、沢里克宏、山田美和、西山賢一
    • 学会等名
      公益社団法人日本農芸化学会東北支部 第155回大会

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公開日: 2021-12-27  

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