細菌リポ蛋白質の選別・輸送・膜組み込みの分子機構

2010 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 22380049
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 研究機関: 盛岡大学
• 研究代表者: 徳田 元 盛岡大学, 栄養科学部, 教授 (40125943)
• キーワード: Lo1システム / リポ蛋白質 / 膜局在 / 分子シャペロン / ABCトランスポーター / ペリプラズム / 光化学架橋

研究概要

リポ蛋白質の外膜への輸送は、5種類のLo1因子がバケツリレーのように協調してリポ蛋白質を受け渡す反応であり、ATPなどのエネルギーは内膜からの遊離時にのみ必要となる。Lo1因子間の相互作用が、因子に結合したリポ蛋白質によってどの様に影響を受け輸送反応が効率良く進むかを調べた。方法はLo1AとLo1B間の相互作用が「口移し」であることを明らかにした光架橋法を採用した。リポ蛋白質は、Lo1CDEによって内膜から遊離する時はLo1Eとのみ結合していること、一方Lo1Cは、Lo1Aとの相互作用部位であることを光架橋性アミノ酸アナログをLo1Aだけでなく、リポ蛋白質pa1に導入して確定した。Lo1CとLo1Eの構造は似ているが、Lo1Cがリポ蛋白質と相互作用することは無かった。また、Lo1AとLo1Eの相互作用は調べた条件下では観察されなかった。Lo1CとLo1Eの役割が分担されていることを示すものである。Lo1CとLo1Aは、Lo1AがPa1を結合するとまったく相互作用しなくなった。すなわちリポ蛋白質の内膜からの遊離反応は一方向的であることが相互作用の解析から明らかになった。pa1のアミノ末端の約10アミノ酸残基がLo1Eと相互作用する領域であった。Lo1AとLo1B間の相互作用は、Lo1Aにpa1が結合しているかどうかで影響されることはなかった。ペリプラズムのLo1Aと外膜にアンカーしたLo1B間の相互作用は強く、pa1はより安定な結合が形成されるLo1B側に移動しやすいと考えられる。

研究成果

• [雑誌論文] Biogenesis and membrane targeting of lipoproteins (2010)
  • 著者名/発表者名: Narita, S., Tokuda, H.
  • 雑誌名: Escherichia coli and Salmonella ; cellular and molecular biology 巻: Chapter4.3.7(online journal)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Novel mutations of the LolCDE complex causing outer membrane localization of lipoproteins despite their inner membrane retention signals (2010)
  • 著者名/発表者名: Sakamoto, C, Satou, R., Tokuda, H., Narita, S.
  • 雑誌名: Biochem.Biophys.Res.Commun. 巻: 401 ページ: 586-591
  • 査読あり
• [雑誌論文] A periplasmic LolA derivative with a lethal disulfide bond activates the Cpx stress response system (2010)
  • 著者名/発表者名: Tao, K., Watanabe, S., Narita, S., Tokuda, H.
  • 雑誌名: J.Bacteriol. 巻: 192 ページ: 5657-5662
  • 査読あり
• [図書] Methods in Molecular Biology ; Protein Secretion (2010)
  • 著者名/発表者名: Narita, S., Tokuda, H.
  • 総ページ数: 117-129
  • 出版者: Sorting of bacterial lipoproteins to the outer membrane by the Lol system
• [備考]
  • URL: http://www.morioka-u.ac.jp/UV_ns/tokuda_lab/