2016 Fiscal Year Annual Research Report
Live-cell imaging of a bacterial extracytoplasmic stress response and exploration of a novel function of an intramembrane protease that regulates the stress response
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26840033
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
檜作 洋平 京都大学, ウイルス・再生医科学研究所, 助教 (70568930)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 大腸菌 / small membrane protein / GFP / 蛍光イメージング / 生化学 / 生物物理学 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では大腸菌のσE経路表層ストレス応答の中心因子である膜内切断プロテアーゼRsePの研究を進めることで表層ストレス応答システムの総合的理解を得ることを目的とした。本年度は以下の成果を得た。(1)RsePの新規切断基質候補SMPの解析：RsePの基質候補として見出したSMP群に対し、生体中に近い小タグを付加した状態でRsePによる切断能を解析した。その結果一部のSMPがin vitroにおいても確かにRsePに切断を受けることを示した。(2)RsePの新規機能調節領域の解析：(2)-(A)RseP PCT領域の二次構造予測からこの領域に特徴的な両親媒性Helixが含まれることが明らかとなった。このHelixの点変異体解析を行い、いくつかの変異体でプロテアーゼ活性や安定性の低下が見られることを見出した。(2)-(B)RseP MREβループの上流に高度に保存された配列を見出した。この領域（C1N領域）がMREβループと協調して基質認識や切断を制御すること、MREβループとは独立に基質と直接結合することなどを示し、学術雑誌Molecular Microbiologyに発表した。
本研究全体を通じてRsePの基質認識・切断制御機構に関わる新規機能調節領域としてMREβループ領域、C1N領域を発見し、それぞれ学術雑誌に発表するとともに、さらにPCT領域という新たな領域も見出した。これはヒトまで保存される膜内切断プロテアーゼ研究において新たな知見を与える重要な成果である。また新規切断基質として同定されたSMP群はRsePの未知の機能に関わる可能性があり、細菌表層ストレス応答の枠組みを越えた新たな研究への展開が期待される。また、RsePによるモデル基質切断のリアルタイム蛍光顕微鏡観察系を確立し、今後の表層ストレス応答システムのダイナミクス解析の基盤を構築したと確信している。
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