2000 Fiscal Year Annual Research Report

SecYEGチャンネルによる膜透過活性発現機構のアミノ酸残基レベルでの解析

Research Project

Project/Area Number	12780535
Research Institution	Kyoto University
Principal Investigator	森博幸京都大学, ウイルス研究所, 助手 (10243271)
Keywords	protein translocation / SecY / SecE / SecA / SecG / reconstitution / ATPase
Research Abstract	大腸菌における前駆体タンパク質の細胞質からペリプラズム空間への膜透過には、SecYEGからなる膜透過チャンネルと、膜透過の駆動力を供給するSecA ATPaseが中心的な役割を担っている。我々は、種々の変異体を用いたin vivo,in vitro解析より、SecA ATPascの活性発現は、SecYの細胞質領域C5,C6との相互作用を介して厳密に制御されていることを明らかにしてきた。本研究においては、SecAの活性化に重要な部位をアミノ酸残基レベルで明らかにするために、SecYのC5領域内の徹底的な変異解析を行い、膜透過活性発現に必須のアミノ酸残基R357を同定した(Mori and Ito,PNAS in press)。この残基は、膜透過反応にSecAを利用しない真核生物のSecYホモログにおいても完全に保存されている事から、シグナルペプチドとの相互作用や、SecYEGチャンネルの開閉といった膜透過の普遍的な過程に関与している可能性が示唆された。さらに、この部位の変異であるsecY39(R357H)変異株を材料として、この変異株が示す低温感受性を相補するサプレッサーsecY931,secE191を分離・同定した。これらのサプレッサー変異は、secY39変異により引き起こされる分泌欠損を野生型に近いレベルまで相補した。このうち、secE191変異はsecY39変異だけではなく、他のsecY変異により生じる欠損をも相補出来るsuper activeな性質を持つと同時に、SecY-SecE相互作用が低下している事を、明らかにした。これらの結果は、膜透過活性発現には、SecYE間の相互作用が極めて重要であり、チャンネルをより開かせるような構造の変化がSecAの活性化を引き起こす可能性を示唆する。平行して、seY39変異のサプレッサーSecAを用いた解析から、SecAのATPase活性は、独立した2重の負の制御を受けており、膜透過に共役した効率的なエネルギー利用の系を持つことを明らかにした(Nakatogawa et al.,(2000)JBC275,33209)。

Research Products

(6 results)

All Other

All Publications (6 results)

[Publications] Matsumoto,G.,Homma,T.Mori,H.and Iro,K.: "A Mutation in SecY That Causes Enhanced SecA Insertion and Impaired Late Functions in Protein Translocation"Journal of Bacteriology. 182,No12. 3377-3382 (2000)
[Publications] Nakatogawa,H.,Hori,H.Matsumoto,G. and Ito,K: "Characterization of a Mutant Form of SecA That Alleviates a SecY Defect at Low Temperature and Shows a Synthetic Defect with SecY Alteration at High Terpeat"Journal of Biochemistry. 127. 1071-1079 (2000)
[Publications] Chiba,S.,Akiyama,Y.,Mori,H.Matsuo,E.and Ito,K.: "Length recognition at the N-terminal tail for the initiation of FtsH-mediated proteolysis"EMBO Reports. 1. 47-52 (2000)
[Publications] Nakatogaw,H.,Mori,H.and Ito,K.: "Two Independent Mechanisms Down-regulate the Intrinsic SecA ATPase Activity"The Journal of Biological Chemistry. 275,No43. 33209-33212 (2000)
[Publications] Matsumoto,G.,Nakatogawa,H.,Mori,H.and Ito,K.: "Genetic Dissection of SecA : Suppressor mutations against SecY205 Translocation Defect"Genes to Cells. 5. 991-999 (2000)
[Publications] Mori,H.and Ito,K.: "An essential amino acid residue in protein translocation channel revealed by targeted random mutagenesis of SecY"Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A.. (in press). (2001)

2000 Fiscal Year Annual Research Report

SecYEGチャンネルによる膜透過活性発現機構のアミノ酸残基レベルでの解析

Principal Investigator

森 博幸 京都大学, ウイルス研究所, 助手 (10243271)

Research Products

[Publications] Matsumoto,G.,Homma,T.Mori,H.and Iro,K.: "A Mutation in SecY That Causes Enhanced SecA Insertion and Impaired Late Functions in Protein Translocation"Journal of Bacteriology. 182,No12. 3377-3382 (2000)

[Publications] Nakatogawa,H.,Hori,H.Matsumoto,G. and Ito,K: "Characterization of a Mutant Form of SecA That Alleviates a SecY Defect at Low Temperature and Shows a Synthetic Defect with SecY Alteration at High Terpeat"Journal of Biochemistry. 127. 1071-1079 (2000)

[Publications] Chiba,S.,Akiyama,Y.,Mori,H.Matsuo,E.and Ito,K.: "Length recognition at the N-terminal tail for the initiation of FtsH-mediated proteolysis"EMBO Reports. 1. 47-52 (2000)

[Publications] Nakatogaw,H.,Mori,H.and Ito,K.: "Two Independent Mechanisms Down-regulate the Intrinsic SecA ATPase Activity"The Journal of Biological Chemistry. 275,No43. 33209-33212 (2000)

[Publications] Matsumoto,G.,Nakatogawa,H.,Mori,H.and Ito,K.: "Genetic Dissection of SecA : Suppressor mutations against SecY205 Translocation Defect"Genes to Cells. 5. 991-999 (2000)

[Publications] Mori,H.and Ito,K.: "An essential amino acid residue in protein translocation channel revealed by targeted random mutagenesis of SecY"Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A.. (in press). (2001)

森博幸京都大学, ウイルス研究所, 助手 (10243271)