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

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SecY変異体を用いたin vivo, in vitro解析より、SecA ATPase活性は、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示した。更にC5領域の徹底的な変異解析から、SecYの機能発現に必須のアミノ酸残基R357を同定した(Mori and Ito,(2001)PNAS(2001)98, 5128)。本年度は、C6領域の重要性をアミノ酸残基レベルで検討する為に、SecYのC末端領域を順次欠失させた変異体を系統的に作製し、C末から6番目のLeu残基の重要性を明らかにした(Chiba et al.,(2001)J. Bacteriol. in press)。SecYEG複合体は、基質タンパク質が膜透過するためのチャネルを形成していると考えられているが、その実体は不明なままである。SecY分子内のSecE, SecG相互作用部位の同定は、チャネル構造の分子レベルでの理解において重要である。Sec因子間の近接部位の同定を目指してSecY分子内にCys残基を1つだけ持つ変異体を系統的に作製し、システイン特異的な化学架橋剤と組み合わせることで、近接部位をアミノ酸残基レベルで検討した。その結果、SecYのC2, C3領域がSecGと近接している事を明らかにした。C3領域内の3ecY変異体が示す生育分泌阻害を特異的に相補するsecG変異体の分離にも成功した。これらの結果は、C2, C3領域がSecGとの相互作用領域である事を強く示唆している(Satoh et al., manuscript in preparation)。

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SecY変異体を用いたin vivo, in vitro解析より、SecA ATPase活性は、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示した。更にC5領域の徹底的な変異解析から、SecYの機能発現に必須のアミノ酸残基R357を同定した(Mori and Ito,(2001)PNAS(2001)98, 5128)。本年度は、C6領域の重要性をアミノ酸残基レベルで検討する為に、SecYのC末端領域を順次欠失させた変異体を系統的に作製し、C末から6番目のLeu残基の重要性を明らかにした(Chiba et al.,(2001)J. Bacteriol. in press)。SecYEG複合体は、基質タンパク質が膜透過するためのチャネルを形成していると考えられているが、その実体は不明なままである。SecY分子内のSecE, SecG相互作用部位の同定は、チャネル構造の分子レベルでの理解において重要である。Sec因子間の近接部位の同定を目指してSecY分子内にCys残基を1つだけ持つ変異体を系統的に作製し、システイン特異的な化学架橋剤と組み合わせることで、近接部位をアミノ酸残基レベルで検討した。その結果、SecYのC2, C3領域がSecGと近接している事を明らかにした。C3領域内の3ecY変異体が示す生育分泌阻害を特異的に相補するsecG変異体の分離にも成功した。これらの結果は、C2, C3領域がSecGとの相互作用領域である事を強く示唆している(Satoh et al., manuscript in preparation)。