Nascent Chain(合成途上鎖)の分子生物学

2012 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 20247020
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 分子生物学
• 研究機関: 京都産業大学 (2009-2012); 京都大学 (2008)
• 研究代表者: 伊藤 維昭 京都産業大学, 総合生命科学部, 教授 (90027334)
• 研究分担者: 千葉 志信 京都産業大学, 総合生命科学部, 助教 (20523517)
• 連携研究者: 秋山 芳展 京都大学, ウイルス研究所, 教授 (10192460) ; 森 博幸 京都大学, ウイルス研究所, 准教授 (10243271)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2012
• キーワード: 翻訳

研究概要

「合成途上鎖の分子生物学」の開拓と推進を行った。機械的で単調なものと思われていた翻訳伸長過程が、緩急の制御を伴って進行することを示し、その分子機構と生物学的意義の解明を行った。翻訳を一時停止することによって働く制御タンパク質SecMやMifMの作用機構を解明した。また、より一般的にタンパク質の合成途上鎖(nascentomeと命名)を検出して、翻訳進行の実像を明らかにする実験系を開発した。

研究成果

• [雑誌論文] Arrest peptides:cis-acting modulators of translation (2013)
  • 著者名/発表者名: Ito, K., and Chiba, S
  • 雑誌名: Annu. Rev. Biochem 巻: (in press) ページ: 82
  • 査読あり
• [雑誌論文] Multisite ribosomalstalling: a unique mode of regulatorynascent chain action revealed for MifM (2012)
  • 著者名/発表者名: Chiba, S. and Ito, K.
  • 雑誌名: Mol. Cell 巻: 47 ページ: 863-872
  • DOI: DOI:10.1016/j.molcel.2012.06.034
  • 査読あり
• [雑誌論文] ArfA recruits release factor 2 to rescuestalled ribosomes by peptidyl-tRNAhydrolysis in Escherichia coli (2012)
  • 著者名/発表者名: Chadani, Y., Ito, K., Kutsukake, K. and Abo T
  • 雑誌名: Mol. Microbiol. 巻: 86 ページ: 37-50
  • DOI: DOI:10.1111/j.1365-2958.2012.08190.x
  • 査読あり
• [雑誌論文] Nascentomea nalysis uncovers futile protein synthesis inEscherichia coli (2011)
  • 著者名/発表者名: Ito, K., Chadani, Y., Nakamori, K., Chiba,S., Akiyama, Y., and Abo, T.
  • 雑誌名: PLoS ONE 巻: 6 ページ: e28413
  • DOI: DOI:10.1371/journal.pone.0028413
  • 査読あり
• [雑誌論文] Post-liberation cleavage ofsignal peptides is catalyzed by the site-2protease (S2P) in bacteria (2011)
  • 著者名/発表者名: Saito, A., Hizukuri, Y., Matsuo, E., Chiba,S., Mori, H., Nishimura, O., Ito, K. andAkiyama, Y.
  • 雑誌名: Proc.Natl. Acad. Sci. USA 巻: 108 ページ: 13740-13745
  • DOI: DOI:10.1073/pnas.1108376108
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structure andfunction of a membrane component SecDF that enhances protein export (2011)
  • 著者名/発表者名: Tsukazaki, T, Mori, H., Echizen, Y., Ishitani,R., Fukai, S., Tanaka, T., Perederina, A.,Vassylyev, D. G., Kohno, T., Maturana, A.D., Ito, K., and Nureki, O.
  • 雑誌名: Nature 巻: 474 ページ: 235-238
  • DOI: DOI:10.1038/nature09980
  • 査読あり
• [雑誌論文] Recruitment of a species-specific translational arrest moduleto monitor different cellular processes (2011)
  • 著者名/発表者名: Chiba, S., Kanamori, T., Ueda, T., Akiyama,Y., Pogliano, K. and Ito, K.
  • 雑誌名: Proc. Natl. Acad. Sci. USA 巻: 108 ページ: 6073-6078
  • DOI: DOI:10.1016/j.molcel.2012.06.034
  • 査読あり
• [雑誌論文] A translational pause tolocalize (2011)
  • 著者名/発表者名: Ron, D. and Ito, K.
  • 雑誌名: Science 巻: 331 ページ: 543-544
  • DOI: DOI:10.1126/science.1202075
• [雑誌論文] Divergent stalling sequences sense andcontrol cellular physiology (2010)
  • 著者名/発表者名: Ito, K., Chiba, S. and Pogliano, K.
  • 雑誌名: Biochem. Biophys. Res. Commun. 巻: 393 ページ: 1-5
  • DOI: DOI:10.1016/j.bbrc.2010.01.073
  • 査読あり
• [雑誌論文] Aribosome-nascent chain sensor of membrane protein biogenesis in Bacillus subtilis (2009)
  • 著者名/発表者名: Chiba, S., Lamsa, A. and Pogliano, K.
  • 雑誌名: EMBO J 巻: 28 ページ: 3461-3475
  • DOI: DOI:10.1038/emboj.2009.280
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dynamic nature of disulphide bondformation catalysts revealed by crystalstructures of DsbB (2009)
  • 著者名/発表者名: Inaba, K., Murakami, S., Nakagawa, A., Iida,H. Kinjo, M., Ito, K. and Suzuki, M.
  • 雑誌名: EMBO J. 巻: 28 ページ: 779-791
  • DOI: DOI:10.1038/emboj.2009.21
  • 査読あり
• [雑誌論文] Editing disulphide bonds: errorcorrection using redox currencies (2009)
  • 著者名/発表者名: Ito, K.
  • 雑誌名: Mol Microbiol 巻: 75 ページ: 1-5
  • DOI: DOI:10.1111/j.1365-2958.2009.06953.x
  • 査読あり
• [雑誌論文] Conformational transition of Sec machinery inferred from bacterial SecYE structures (2008)
  • 著者名/発表者名: Tsukazaki, T., Mori, H., Fukai, S., Ishitani,R., Mori, T., Dohmae, N., Perederina, A.,Sugita, Y., Vassylyev, D.G., Ito, K. and Nureki, O.
  • 雑誌名: Nature 巻: 455 ページ: 988-991
  • DOI: DOI:10.1038/nature07421
  • 査読あり
• [雑誌論文] Peptidyl-prolyl-tRNA at the ribosomal P site reacts poorly withpuromycin (2008)
  • 著者名/発表者名: Muto, H. and Ito, K.
  • 雑誌名: Biochem. Biophys.Res. Commun. 巻: 366 ページ: 1043-1047
  • DOI: DOI:10.1016/j.bbrc.2007.12.072
  • 査読あり
• [雑誌論文] Substrate recognition and binding by RseP,an Escherichia coli intramembrane protease (2008)
  • 著者名/発表者名: Koide, K., Ito, K. and Akiyama, Y.
  • 雑誌名: J. Biol. Chem. 巻: 283 ページ: 9562-9570
  • DOI: DOI:10.1074/jbc.M709984200
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structure andmechanisms of the DsbB-DsbA disulfide generation machine (2008)
  • 著者名/発表者名: Inaba, K. and Ito, K.
  • 雑誌名: Biochim.Biophys. Acta. 巻: 1783 ページ: 520-529
  • DOI: DOI:10.1016/j.bbamcr.2007.11.006
  • 査読あり
• [雑誌論文] The disulfide bondformation (Dsb) system. (2008)
  • 著者名/発表者名: Ito, K. and Inaba, K.
  • 雑誌名: Curr.Opinion Struct. Biol. 巻: 18 ページ: 450-458
  • DOI: DOI:10.1016/j.sbi.2008.02.002
  • 査読あり
• [雑誌論文] Apair of circularly permutated PDZ domainscontrol RseP, the S2P family intramembraneprotease of Escherichia coli (2008)
  • 著者名/発表者名: Inaba, K., Suzuki, M., Maegawa, K.,Akiyama, S., Ito, K. and Akiyama, Y.
  • 雑誌名: J.Biol. Chem. 巻: 283 ページ: 35042-35052
  • DOI: DOI:10.1074/jbc.M806603200
  • 査読あり
• [学会発表] Analysis of cellularpolypeptidyl-tRNAs (2012)
  • 著者名/発表者名: Ito, K.
  • 学会等名: SFB594-3rdInternational Symposium "MolecularMachines in Protein Folding andTranslocation"
  • 発表場所: Bavarian Academy of Sciences, Munich, Germany
  • 年月日: 20120723-25
• [学会発表] 合成途上鎖の働きと運命 (2012)
  • 著者名/発表者名: 千葉志信、伊藤維昭
  • 学会等名: 12回蛋白質科学会年会
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 20120620-22
• [学会発表] Analysis of "nascentome", cellularpolypeptidyl-tRNAs (2012)
  • 著者名/発表者名: Ito, K.
  • 学会等名: CECAM Workshop"Ribosome-associated protein folding:Translation, auxiliary factors, andtranslocation"
  • 発表場所: Lausanne,Switzerland.
  • 年月日: 20120529-31
• [学会発表] 翻訳のスピード制御について.独創的発想に富む科学者育成プログラム「出る杭を伸ばすヘリックスプロジェクト」採択事業 (2012)
  • 著者名/発表者名: 伊藤維昭
  • 学会等名: 七人の侍による記念講演会
  • 発表場所: 秋田
  • 年月日: 2012-10-24
• [学会発表] 合成途上鎖のバイオロジー (2012)
  • 著者名/発表者名: 伊藤維昭
  • 学会等名: 九州大学グローバルCOEプログラム理医連携特別講演会
  • 発表場所: 福岡市
  • 年月日: 2012-02-29
• [学会発表] In vitro study oftranslation arrest of MifM, a regulatorynascent chain that monitors membrane proteinbiogenesis in Bacillus subtilis (2011)
  • 著者名/発表者名: Chiba, S., Kanomori, T., Ueda, T., Akiyama,Y., Pogliano, K. and Ito, K.
  • 学会等名: 第34回日本分子生物学会年会 Symposium "RegulatorySystems Mediated by ProgrammedRibosomal Stalling"
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 20111213-16
• [学会発表] Vsualization ofcellular polypeptidyl-tRNAs uncovers futileprotein synthesis in E. coli (2011)
  • 著者名/発表者名: Ito, K., Chadani, Y., Nakamori, K., Chiba, S.,Akiyma, Y. and Abo, T.
  • 学会等名: Cold SpringHarbor Asia Conference Protein Homeostasisin Health and Disease
  • 発表場所: Suzhou, China
  • 年月日: 20110926-30
• [学会発表] 蛋白質膜透過を促進する膜内在性因子SecDFの構造と機能 (2011)
  • 著者名/発表者名: 森博幸、塚崎智也、越前友香、秋山芳展、濡木理、伊藤維昭
  • 学会等名: 第84回日本生化学会大会シンポジウム「生体膜エネルギー変換装置の超分子科学」
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 20110921-24
• [学会発表] Structure, function and regulation ofbacterial Sec machinery (2011)
  • 著者名/発表者名: Ito, K., Tsukazaki, T., Mori, H. and Nureki,O
  • 学会等名: International Unionof Microbiological Societies 2011 Congress.Symposium Bacterial Protein Transport
  • 発表場所: Sapporo
  • 年月日: 20110906-10
• [学会発表] プロトン駆動力を用いたSecDFによる蛋白質膜透過の昂進機構 (2011)
  • 著者名/発表者名: 森博幸、塚崎智也、越前友香、濡木理、伊藤維昭
  • 学会等名: 第11回日本蛋白質科学会年会ワークショップ「細胞膜ダイナミクス:Invitro再構成系によるアプローチ」
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 20110607-09
• [学会発表] Controlling epigenetic connectivity inproteins (2011)
  • 著者名/発表者名: Ito, K.
  • 学会等名: Microbial Genetics and GenomicsIV
  • 発表場所: Harvard MedicalSchool, Boston, U.S.A.
  • 年月日: 20110429-0501
• [学会発表] タンパク質誕生の初期における出来事 (2011)
  • 著者名/発表者名: 伊藤維昭
  • 学会等名: 京都産業大学総合生命科学部開設記念シンポジウム
  • 発表場所: 京都市
  • 年月日: 2011-03-10
• [学会発表] From SecY to nascent chain biology (2010)
  • 著者名/発表者名: Ito, K.
  • 学会等名: International Symposium on Protein Community
  • 発表場所: Nara(Japan)
  • 年月日: 20100913-16
• [学会発表] Visualizing dynamic nascentome of the cell (2010)
  • 著者名/発表者名: Ito, K., Chiba, S., Akiyama, Y. and Abo, T.
  • 学会等名: FASEB Summer Research Conference Protein Folding in the Cell
  • 発表場所: Saxtons River, Vermont (USA)
  • 年月日: 20100725-30
• [学会発表] Structure, function and regulation of the Sec translocation system (2010)
  • 著者名/発表者名: Ito, K.
  • 学会等名: International Symposium "Life of Proteins" in Honor of the 1st Retirement of Professor Kazuhiro Nagata
  • 発表場所: Kyoto (Japan).
  • 年月日: 2010-03-18
• [学会発表] Sec膜透過装置の構造 (2009)
  • 著者名/発表者名: 伊藤維昭、森博幸、塚崎智也、濡木理
  • 学会等名: 機能および制御九州大学P&P合同公開シンポジウム「生命活動を制御する高次複合体の構造と機能」
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 20091222-23
• [学会発表] Structure of bacterial SecY transloconand its interaction with SecA (2008)
  • 著者名/発表者名: Ito, K.
  • 学会等名: Beckwith Reunion Meeting "Microbial Genetics andGenomics"
  • 発表場所: Cassis, France
  • 年月日: 20080516-19
• [学会発表] Quality control pathways used tomonitor membrane protein abnormalities androles of translocon in the correct biogenesis ofmembrane proteins (2008)
  • 著者名/発表者名: Ito, K.
  • 学会等名: Symposium "Insertion,Folding, Assembly and Quality Control",108th ASM General Meeting
  • 発表場所: Boston,U.S.A.
  • 年月日: 2008-06-05
• [図書] Handbook of Proteolytic Enzymes 3rd ed(ed. Rawlings, N. D. and Salvesen, G.) (2013)
  • 著者名/発表者名: Akiyama, Y., and Ito, K. HtpX.
  • 総ページ数: 683-685
  • 出版者: Academic Press
• [図書] Handbook ofProteolytic Enzymes 3rd ed. (ed. Rawlings,N. D. and Salvesen, G.) (2013)
  • 著者名/発表者名: Hizukuri, Y., Ito, K., and Akiyama, Y.RseP.
  • 総ページ数: 1545-1550
  • 出版者: Academic Press
• [図書] in Bacterial Secreted Proteins, Ed. K. Wooldridge,Caister Academic Press, Norfolk, UK (2009)
  • 著者名/発表者名: Ito, K. and Mori, H.
  • 総ページ数: 3-22
  • 出版者: The Sec proteinsecretion system.
• [備考]
  • URL: http://www.cc.kyoto-su.ac.jp/~k4563/index-j.html