膜内切断プロテアーゼによる新奇ペプチド性基質の切断反応から迫る休眠細胞の覚醒機構

膜内裂解蛋白酶对新型肽底物的裂解反应触发休眠细胞的唤醒机制

基本信息

批准号：
21J15841
负责人：
横山達彦
金额：
$ 0.96万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-28 至 2023-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

膜内切断プロテアーゼは、脂質二重層内部という疎水的な環境でタンパク質を加水分解する。我々は前年度までに、(1)大腸菌が持つ膜内切断プロテアーゼRsePが、複数のSmall Membrane Protein (SMP; 約50 a.a.以下の一回膜貫通タンパク質)を切断しうること、(2)それらSMPのうち、内在性ToxinであるHokBを切断することで、その毒性を中和することを明らかにした。本年度は、染色体由来のRsePが、生理的な環境でSMPを切断可能であることを示し、さらに、HokBの発現に伴う細胞形態の変化や細胞の生存性の低下とそれらに対するRseP発現の効果を調べることで、RsePがHokBの機能を抑制することをより強く実証した。以上の結果をまとめて論文を投稿し、現在リバイズ中である。また、HokBはその細胞毒性を利用して、細胞の休眠（パーシスター化）を促すことが報告されていることから、我々はRsePがHokBの切断を介して、細胞の休眠状態やそこからの覚醒を制御する可能性を考えている。この仮説を検証するため、それらを定量的に評価する系の構築を試みている。まだ安定して細胞の休眠状態を評価できる系は構築できていないが、今後この系を確立し、HokBの誘導する細胞休眠に対してRsePがどのように関与しているかを解析する計画である。当初の研究計画に加え、我々は前年度までにRsePが切断する新たな基質としてFecRを見出した。FecRは、大腸菌の鉄獲得系の転写制御に関わる一回膜貫通タンパク質である。我々は、FecRが細胞内で多段階の切断を受けることも見出し、本年度はその制御メカニズムの解析も進めた。細胞内におけるFecRの動態を詳細に解析し、1段階目の切断で生じるFecRのC末端側断片が、以降のN末端側断片の連続的切断に重要な役割を果たしていること等を明らかにした。

膜内裂解蛋白酶在脂质双层内的疏水环境中水解蛋白质。我们在上一年表明（1）大肠杆菌具有的膜内切割蛋白酶RSEP可以切割多种小膜蛋白（SMP；单跨膜蛋白50 a.a），而（2）裂解Hokb，是一种smps，在这些smps中，在这些smps中，它们的毒性中性化。今年，我们证明了染色体衍生的RSEP可以在生理环境中裂解SMP，此外，RSEP通过检查细胞形态的变化并降低与HOKB表达相关的细胞生存能力来抑制HOKB的功能，以及RSEP表达对它们的影响。上述结果已求和并提交了一篇论文，目前正在修订中。此外，由于据报道HOKB可以利用其细胞毒性来促进细胞休眠（迫害），因此我们认为RSEP可能通过裂解HOKB调节细胞休眠并从中觉醒的可能性。为了检验这一假设，我们正在尝试构建一个定量评估它们的系统。尽管尚未建立无法稳定评估细胞休眠的系统，但计划将来建立该系统并分析RSEP如何参与HOKB诱导的细胞休眠。除了我们的原始研究计划外，我们还发现FECR是RSEP在上一年裂解的新基材。 FECR是一种参与大肠杆菌中铁采集系统转录调控的单膜蛋白。我们还发现，FECR在细胞内经历了多阶段的裂解，今年我们还分析了其控制机制。详细分析了细胞中FECR的动力学，并发现在第一次裂解过程中发生的FECR的C末端片段在随后的N末端片段裂解中起重要作用。