生細胞内での膜透過途上の新生ポリペプチド鎖の相互作用動態解析

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細胞内のタンパク質は、適切な場所に配置され、機能的構造に折り畳まれることで機能する。この成熟過程は、翻訳後にリボソームから離れた後のみならず、翻訳途上のリボソームと結合した新生ポリペプチド鎖の状態でも進行する。近年、新生鎖の構造状態や相互作用を理解することはさらに重要になりつつあるが、生細胞内で迅速に起こる新生鎖の動態変化を解析した研究は少ない。特に、タンパク質膜透過装置Secトランスロコンなどにより生体膜を透過途上の新生鎖に関しての研究はさらに限られている。本研究では、膜透過途上の新生鎖状態が安定なVemPをモデル基質とし、in vivo光架橋法によってVemPとSecトランスロコンやPpiD等の関連因子との細胞内での相互作用様式やその迅速な動態変化を解析し、新生ポリペプチド鎖の膜透過機構を解明することを目的とする。当該年度は、VemP新生鎖と相互作用する機能未知の膜タンパク質PpiDに着目して、その役割を調べた。PpiDの全領域を対象としたin vivo光架橋解析により、PpiDがパートナー因子であるYfgMやSecYEGトランスロコンだけでなく、膜透過駆動モータータンパク質SecDFやジスルフィド結合導入酵素DsbAとも相互作用することを見出した。詳細な架橋解析とAlphaFold 2を用いた解析からPpiDはそれらの因子と同時に相互作用し、細胞内で巨大なタンパク質を形成することを示唆する結果を得た。また、PpiDの基質相互作用部位も同定し、VemP等の新生鎖が膜透過時に相互作用する因子群を同定しつつある。