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2023 年度 実績報告書

細胞内タンパク質選別輸送・膜挿入に関わる真核生物由来の糖脂質の同定と構造機能解析

研究課題

研究課題/領域番号 22K19262
研究機関岩手大学

研究代表者

西山 賢一  岩手大学, 農学部, 教授 (80291334)

研究分担者 永森 收志  東京慈恵会医科大学, 医学部, 教授 (90467572)
研究期間 (年度) 2022-06-30 – 2024-03-31
キーワードタンパク質膜挿入 / 細胞内選別輸送 / MPIase / ミトコンドリア / 小胞体
研究実績の概要

細胞内タンパク質局在化機構については、タンパク質性の因子の関与を中心に数多くの研究成果の蓄積がある。その結果、大部分のオルガネラタンパク質についてはその局在化シグナルや対応する受容体、さらには膜挿入・膜透過に関与するトランスロコンなどが同定されており、それらの構造・機能解析が精力的に進められている。にもかかわらず、一連のタンパク質群は各オルガネラでの膜挿入機構が明らかにされていないばかりか、オルガネラでの受容体すら同定されていない。申請者らはモデル生物大腸菌をもちいて、膜タンパク質の細胞質膜への挿入機構の解明を目指して研究を進め、膜挿入に必須の糖脂質MPIaseを発見した。局在化・膜挿入機構が不明のタンパク質にはMPIaseのような非タンパク質性の因子が関与する可能性を考え、ヒト由来の培養細胞からMPIaseホモログの分離・同定を進めてきた。前年度までの研究において、ミトコンドリアと小胞体にはそれぞれMPIaseホモログが存在し、各オルガネラへの選別輸送とそれに続く膜挿入に関与することを明らかにした。本年度は培養細胞の種類やオルガネラ調製法を検討し、HeLa細胞をホモジナイザー破砕すると最も効率よくMPIaseホモログを抽出できることを明らかにした。種々の精製法を検討し、ほぼ均一な標品としてミトコンドリアMPIaseホモログ、小胞体ミトコンドリアホモログを精製することに成功した。これらをNMR分析すると、どちらもMPIaseと同様、糖脂質であることが判明した。現在、さらに構造解析を進めている。

  • 研究成果

    (21件)

すべて 2024 2023 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (17件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] CdsA, a CDP‐diacylglycerol synthase involved in phospholipid and glycolipid MPIase biosynthesis, possesses multiple initiation codons2024

    • 著者名/発表者名
      Hikage Runa、Sekiya Yusei、Sawasato Katsuhiro、Nishiyama Ken‐ichi
    • 雑誌名

      Genes to Cells

      巻: 29 ページ: 347~355

    • DOI

      10.1111/gtc.13104

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Structural Requirements of a Glycolipid MPIase for Membrane Protein Integration2023

    • 著者名/発表者名
      Fujikawa Kohki、Han Youjung、Osawa Tsukiho、Mori Shoko、Nomura Kaoru、Muramoto Maki、Nishiyama Ken‐ichi、Shimamoto Keiko
    • 雑誌名

      Chemistry-A European Journal

      巻: 29 ページ: e202300437

    • DOI

      10.1002/chem.202300437

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Coordinated upregulation of two CDP-diacylglycerol synthases, YnbB and CdsA, is essential for cell growth and membrane protein export in the cold2023

    • 著者名/発表者名
      Kamemoto Yuki、Hikage Runa、Han Youjung、Sekiya Yusei、Sawasato Katsuhiro、Nishiyama Ken-ichi
    • 雑誌名

      FEMS Microbiology Letters

      巻: 370 ページ: fnad131

    • DOI

      10.1093/femsle/fnad131

    • 査読あり
  • [学会発表] 低温かつ CdsA の制限された条件における YnbB の重要性2024

    • 著者名/発表者名
      日景瑠那、西山賢一
    • 学会等名
      第4回細胞形成研究会
  • [学会発表] タンパク質膜挿入に関わる糖脂質酵素MPIaseの構造と機能に関する研究2024

    • 著者名/発表者名
      Han Youjung、西山賢一
    • 学会等名
      第4回細胞形成研究会
  • [学会発表] 大腸菌内膜、外膜由来の生体膜保護物質の同定と構造・機能解析2024

    • 著者名/発表者名
      古谷萩、西山賢一
    • 学会等名
      第4回細胞形成研究会
  • [学会発表] 生体膜保護物質(BPF)の同定・構造機能解析~BBMV由来のマウスBPF精製スキームの検討~2024

    • 著者名/発表者名
      渡会未夢、古谷萩、Wiriyasermukul Pattama、永森收志、西山賢一
    • 学会等名
      第4回細胞形成研究会
  • [学会発表] TATタンパク質膜透過機構の解析2024

    • 著者名/発表者名
      西川華子、西山賢一
    • 学会等名
      第4回細胞形成研究会
  • [学会発表] YidCと相互作用する機能未知因子YibNのin vitro 解析2024

    • 著者名/発表者名
      山本波知、西川華子、Katherine Zhao、Franck Duong、西山賢一
    • 学会等名
      第4回細胞形成研究会
  • [学会発表] 大腸菌生体膜由来の膜保護物質の同定および構造機能解析2024

    • 著者名/発表者名
      古谷 萩、沢里克宏、森祥子、藤川紘樹、島本啓子、西山賢一
    • 学会等名
      第9回デザイン生命工学研究会
  • [学会発表] 再構成系を用いたTAT 膜透過機構の解析2024

    • 著者名/発表者名
      西川 華子、山本 波知、菅野 琴華、沢里 克宏、山田 美和、西山 賢一
    • 学会等名
      第18 回 無細胞生命科学研究会
  • [学会発表] 大腸菌EmrE タンパク質の膜挿入機構の解析2024

    • 著者名/発表者名
      山本 波知、小川 裕太、西川 華子、松浦 友亮、西山 賢一
    • 学会等名
      第18 回 無細胞生命科学研究会
  • [学会発表] リン脂質および糖脂質MPIase 生合成に関わるCDP-ジアシルグリセロール生合成酵素をコードするcdsA遺伝子の翻訳開始領域の解析2024

    • 著者名/発表者名
      日景瑠那 、関谷優晟 、沢里克宏 、西山賢一
    • 学会等名
      日本農芸化学会 2024年度大会
  • [学会発表] CDP-ジアシルグリセロール生合成酵素CdsAの翻訳開始領域の解析2023

    • 著者名/発表者名
      日景瑠那、西山賢一
    • 学会等名
      第19回 21世紀大腸菌研究会
  • [学会発表] 大腸菌のタンパク質膜挿入に関わる糖脂質MPIaseの生合成酵素の探索2023

    • 著者名/発表者名
      澁谷まゆ、Han Youjung、田近優太、大澤月穂、藤川絋樹、島本啓子、西山賢一
    • 学会等名
      予知生合成科学 第2回公開シンポジウム
  • [学会発表] 構造類似糖脂質MPIase、BPF、ECAの生合成酵素の探索・比較による糖付加戦略の解明2023

    • 著者名/発表者名
      西山賢一
    • 学会等名
      予知生合成科学 第2回公開シンポジウム
  • [学会発表] 社会実装を目指した汎用的セル・フリー膜タンパク質合成システムの開発2023

    • 著者名/発表者名
      西山賢一
    • 学会等名
      超越分子システム 第二回領域会議
  • [学会発表] 膜タンパク質の複合体形成と機能発現におけるMPIaseの役割2023

    • 著者名/発表者名
      山本波知、西川華子、Pattama Wiryasermkul、永森収志、西山賢一
    • 学会等名
      超越分子システム 第二回領域会議
  • [学会発表] TAT (Twin-Arginine Translocation )膜透過機構の解析2023

    • 著者名/発表者名
      西川華子、山本波知、菅野琴華、沢里克宏、山田美和、西山賢一
    • 学会等名
      第96回日本生化学会大会
  • [学会発表] タンパク質膜挿挿入に関与するMPIase生合成酵素の探索2023

    • 著者名/発表者名
      Han Youjung、藤川 紘樹、島本啓子、西山賢一
    • 学会等名
      第46回日本分子生物学会年会
  • [備考] 岩手大学農学部・応用生物化学科・分子生物学研究室

    • URL

      http://news7a1.atm.iwate-u.ac.jp/~sec/

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公開日: 2024-12-25  

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