2016 Fiscal Year Annual Research Report
Elucidation of the working principle of repetitive motors driving protein export
| Project Area | Harmonized supramolecular machinery for motility and its diversity |
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| Project/Area Number |
24117003
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
森 博幸 京都大学, ウイルス・再生医科学研究所, 准教授 (10243271)
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| Project Period (FY) |
2012-06-28 – 2017-03-31
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| Keywords | SecDF / プロトン駆動力 / タンパク質膜透過 / SecA ATPase / 細菌 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
細菌のタンパク質膜透過には、必須の駆動モーターSecA ATPase, SecYEGトランスロコンに加え、膜タンパク質複合体SecDFも重要な役割を果たす。SecDFは細胞質膜を挟んで形成されるプロトン駆動力 (PMF)を用いて、輸送基質タンパク質を引っ張り出すとのモデルを提案しているが、基質タンパク質が結合する正確な部位と、PMFを用いてどのように膜透過が駆動されているかの詳細は不明である。
上記問題を明らかにする目的で、SecDの非細胞質ドメイン（P１ドメイン）を対象とした部位特異的in vivo光架橋実験を行った。この手法は、変異型tRNA合成酵素と、変異型 tRNAを発現する細胞を用いることで、任意の位置に導入したamberコドンの部位に光反応性アミノ酸アナログpBPAを導入することのできる実験システムを利用した物で、生きた細胞内の一過的相互作用変化を高い空間分解能で測定することができる画期的な方法である。この手法を用いて得られた結果と変異解析の結果から、P1 domainの内部に存在する保存領域がSecD機能に重要であり、基質タンパク質MBPに近接することから、この部位が膜透過途上の基質タンパク質結合部位として働く新たなモデルを提案した。この結果は、共同研究の結果得られたSecDFの立体構造解析の結果とも合致する。
また、P1 ドメインが持つ２つのサブドメイン（Head, base）の近接部位に導入したpBPAの架橋形成効率を指標とした解析から、PMFを消失させることで、P1 head-base間の相互作用が大きく変化することを見出した。PMFにより駆動される膜透過能昂進のメカニズム解明に向けて、大きな進展と期待している。
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| Research Progress Status |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(8 results)
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[Journal Article] Tunnel formation inferred from the I form structures of the proton-driven protein secretion motor SecDF2017
Author(s)
Furukawa, A., Yoshikaie, K., Mori, T., Mori, H., Morimoto, Y. V., Sugano, Y., Iwaki, S., Minamino, T., Sugita, Y., Tanaka, Y. and Tsukazaki, T.
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Journal Title
Cell Reports
Volume: 印刷中
Pages: 印刷中
Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
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[Presentation] タンパク質膜透過を駆動するモータータンパク質のスナップショット2016
Author(s)
古川 新 , 吉海江 国仁 , 森 貴治 , 森 博幸 , 森本 雄祐 , 菅野 泰功 , 岩木 薫大 , 南野 徹 , 杉田 有治 , 田中 良樹 , 塚崎 智也
Organizer
第54回日本生物物理学会年会シンポジウム「次世代研究者による動的構造生命」
Place of Presentation
筑波
Year and Date
2016-11-25 – 2016-11-27
Invited
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[Presentation] Nascent chain-monitored remodeling of the Sec machinery for salinity adaptation of marine bacteria.2016
Author(s)
Mori, H., Ishii, E., Chiba, S., Sakashita, S., Ito, K. & Akiyama, Y.
Organizer
NASCENT CHAIN BIOLOGY
Place of Presentation
山梨
Year and Date
2016-09-01 – 2016-09-03
Int'l Joint Research / Invited
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