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2009 年度 実績報告書

小胞体トランスロコンの機能解析

研究課題

研究課題/領域番号 21770123
研究機関兵庫県立大学

研究代表者

木田 祐一郎  兵庫県立大学, 大学院・生命理学研究科, 助教 (10423899)

キーワード小胞体 / タンパク質膜透過 / トランスロコン / 膜タンパク質 / シグナル配列 / 膜トポロジー / 生体膜 / オルガネラ
研究概要

● 小胞体における膜タンパク質の脂質膜への組み込みにおいて、タンパク質膜透過チャネル(トランスロコン)はオルガネラ内腔側領域の膜透過に加え、膜貫通配列自体の脂質環境への放出にも機能する。親水環境でのみ起こるSH基修飾反応を利用して、膜貫通配列内に導入したCys残基の環境変化からこの脂質環境への移行を追跡したところ、内腔側領域の一部が膜透過して膜貫通状態を形成すると同時に脂質環境に入ることが示された。また、申請者らが構築したモデル2回膜貫通タンパク質は中央の膜貫通配列2本の上流、下流共に小胞体内腔に配置され、更に各末端を細胞質側で捕捉することで2本の親水性配列が同時に膜を貫通したまま停止した中間状態を形成できる。この透過途中の配列はどちらもトランスロコンの近傍に位置し、かつ親水環境に存在することが示され、トランスロコンが少なくともポリペプチド鎖2本分の親水環境を提供できることが分かった。以上の結果は、トランスロコンを介した膜タンパク質の組み込み機構やトランスロコンの会合状態について示唆を与えるものである。(Kida et al, MBoC, 21,418-429,2010)
● リボソームの翻訳に共役したタンパク質膜透過の途中で疎水性の高い配列が現れると、トランスロコンで停止して脂質環境へと放出される。比較的疎水性の低い配列であっても、下流に正荷電残基を配置することで膜透過停止するが、この弱疎水性配列は一旦小胞体内腔へと透過し正荷電残基によってトランスロコン付近へと引き戻されること、また引き戻された弱疎水性配列は脂質環境には移行できずにトランスロコン付近に留まることが明らかとなった。この結果は、トランスロコンにおけるダイナミックな膜貫通配列認識・組み込み機構の存在を示している。(Fujita, Kida et al, MBoC, in Press)

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2010 2009 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (8件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Environmental transition of signal-anchor sequences during membrane insertionvia the endoplasmic reticulum translocon2010

    • 著者名/発表者名
      木田祐一郎, ら
    • 雑誌名

      Molecular Biology of the Cell 21

      ページ: 418-429

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Multiple organelle-targeting signals in the N-terminal portion of peroxisomal membrane protein PMP702010

    • 著者名/発表者名
      岩下昌平, ら
    • 雑誌名

      Journal of Biochemistry 147

      ページ: 581-590

    • 査読あり
  • [学会発表] 複雑な膜組み込み中間体が示す小胞体トランスロコンの柔軟性2009

    • 著者名/発表者名
      木田祐一郎, ら
    • 学会等名
      第82回日本生化学会大会
    • 発表場所
      神戸ポートアイランド(神戸市)
    • 年月日
      2009-10-23
  • [学会発表] ペルオキシソームABC輸送体PMP70のN-末端に存在する小胞体標的化抑制モチーフ2009

    • 著者名/発表者名
      岩下昌平, ら
    • 学会等名
      第82回日本生化学会大会
    • 発表場所
      神戸ポートアイランド(神戸市)
    • 年月日
      2009-10-23
  • [学会発表] 小胞体トランスロコンの膜透過は正電荷アミノ酸残基のみによって停止する2009

    • 著者名/発表者名
      藤田英伸, ら
    • 学会等名
      第82回日本生化学会大会
    • 発表場所
      神戸ポートアイランド(神戸市)
    • 年月日
      2009-10-23
  • [学会発表] 赤血球Band3タンパク質で見られる膜貫通配列の強制膜組み込み機構2009

    • 著者名/発表者名
      矢吹隆明, ら
    • 学会等名
      第82回日本生化学会大会
    • 発表場所
      神戸ポートアイランド(神戸市)
    • 年月日
      2009-10-23
  • [学会発表] 小胞体でのタンパク質膜透過における部位特異的な糖鎖のラチェット作用2009

    • 著者名/発表者名
      山岸麻里芙, ら
    • 学会等名
      第82回日本生化学会大会
    • 発表場所
      神戸ポートアイランド(神戸市)
    • 年月日
      2009-10-23
  • [学会発表] Environments surrounding polypeptide chains translocating and integrating via ER translocon2009

    • 著者名/発表者名
      木田祐一郎, ら
    • 学会等名
      Gordon Research Conference "Molecular Membrane Biology"
    • 発表場所
      Proctor Academy (Andover,NH,USA)
    • 年月日
      2009-07-06
  • [学会発表] 複雑な膜組み込み中間体が示す小胞体トランスロコンの柔軟性2009

    • 著者名/発表者名
      木田祐一郎, ら
    • 学会等名
      第9回日本蛋白質科学会年会
    • 発表場所
      熊本全日空ホテルニュースカイ(熊本市)
    • 年月日
      2009-05-20
  • [学会発表] 小胞体トランスロコンにおいて膜貫通配列が駆動するポリペプチド鎖膜透過2009

    • 著者名/発表者名
      阪口雅郎, ら
    • 学会等名
      第9回日本蛋白質科学会年会
    • 発表場所
      熊本全日空ホテルニュースカイ(熊本市)
    • 年月日
      2009-05-20
  • [備考]

    • URL

      http://kyoin.u-hyogo.ac.jp/staff/sci/ykida/

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公開日: 2011-06-16   更新日: 2016-04-21  

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