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申請者らはモデル生物大腸菌におけるタンパク質膜挿入機構を解析し、糖脂質MPIaseを同定し、構造・機能解析を進めてきた。SecYEGやSRP、YidCなど、従来タンパク質膜挿入に関与することが知られている因子とMPIaseを組み合わせて、タンパク質膜挿入の再構成系の構築に成功した。再構成リポソームはマグネシウムなどの化学物質に対して不安定であることに着想を得て、生体膜に耐性度を与える物質、BPFの精製を進めてきた。前年度までの解析により、BPFはMPIaseに類似の化合物であることがわかっていた。本年度はBPFの構造をより詳細に解析したところ、BPFとMPIaseは同一の構造であることが判明した。したがって、MPIaseとタンパク質性の膜挿入因子を組み合わせることにより汎用的な膜タンパク質合成・膜挿入システムの構築ができると期待される。MPIaseは微量糖脂質であるため、MPIaseの部分化学合成標品を用いて本システムの構築を目指した。MPIaseはアセチル化された３種のアミノ糖からなる糖ユニットが１０回程度繰り返した糖鎖をもつ。繰り返し数が１のmini-MPIaseでも膜挿入活性が発現し、繰り返し数が２、３と増加するにつれ膜挿入活性が上昇した。３糖ユニットを構成するGlcNAcの６位は一部O-アセチル化されている。O-アセチル基を有するmini-MPIaseでは強い膜挿入活性が検出されたが、O-アセチル基をもたないmini-MPIaseではほとんど膜挿入活性が観察されなかった。一方、O-アセチル基をもたないmini-MPIaseは強い膜保護活性を示し、O-アセチル基をもつmini-MPIaseの膜保護活性は弱かった。O-アセチル基をもつmini-MPIaseとO-アセチル基をもたないmini-MPIaseを共存させることにより汎用的な膜挿入システムの構築が可能になる。
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