7回膜貫通型膜タンパク質の合成に共役した構造形成過程の解明

阐明与七种跨膜蛋白合成相关的结构形成过程

• 批准号: 13878135
• 负责人: 阪口 雅郎
• 金额: $ 1.28万
• 依托单位: Kyushu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 2001
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2001 至 2002
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-13878135/
• 关键词: 小胞体; ミトコンドリア; トポロジー; 膜透過; 受容体; 膜タンパク質; シグナル配列; 膜輸送

本研究では、小胞体における膜蛋白質の構造形成機構について探求した。進展内容は以下のとおりである:(1)小胞体では膜組み込み特性の強いセグメントによって、膜に組み込まれる特性のないポリペプチドセグメントが膜貫通配置を取るというわれわれのモデルを、いくつかの実例でさらに実証し、膜貫通セグメントの「他律的配置(autonomous positioning)」と命名した(Sakaguchi, BBRC,2002;Ukajiら,BBRC,2002)。タンパク質のフォールディングにおいて、他のセグメントの立体配置決定によって特定のセグメントの配置が他律的に決定されてしまうことを明確に示したものである。(2)膜貫通セグメントが他のセグメントと極性または電荷間相互作用することによって膜内に組み込まれることを、2例(ヒト赤血球バンド3および植物カリウムイオンチャネル)について実証した(Kankiら,Biochemistry,2002;SatoらPNAS,2002;Satoら,JBC,2003)。これで、疎水性セグメントが自発的に組み込まれるモード、疎水性の不十分なセグメントが他の疎水性セグメントの組み込みに伴って強制的に組み込まれるモード、および極性相互作用による膜組み込みモードの全てを実験的に示すことが完了した。(3)本研究の主題であるロドプシンについては、培養細胞での3種の発現条件を設定し培養細胞系で発現させることに成功した。最も発現量の多かったCOS細胞とCMVプロモーターの組み合わせでも、発現したタンパク質の大半がN-結合型糖鎖付加を受けていることがわかった。この系を用いて各ヘリックス間パッキングをモニターすることとした。(4)ついで、2箇所にシステインを導入した変異ロドプシンの系統的な作成にとりかかっている。ジスルフィド結合形成による電気泳動上の移動度の差をモニターする系を作成中である。

In this study, で で and the formation mechanism of the <s:1> structure of the membrane protein of the small cell における are explored through に and て て to investigate the <s:1>. Progress under content は の と お り で あ る : (1) the small cell body で は membrane group み 込 み features strong の い セ グ メ ン ト に よ っ て group, membrane に み 込 ま れ る features の な い ポ リ ペ プ チ ド セ グ メ ン ト が transmembrane configuration を take る と い う わ れ わ れ の モ デ ル を, い く つ か の be example で さ ら に be し, transmembrane セ グ メ ン ト の "heteronomy configuration ( autonomous positioning) と named the た(Sakaguchi, BBRC,2002;Ukajiら,BBRC,2002). タ ン パ ク qualitative の フ ォ ー ル デ ィ ン グ に お い て, he の セ グ メ ン ト の stereo configuration decided に よ っ て specific の セ グ メ ン ト の configuration が heteronomy に decided さ れ て し ま う こ と を に clearly shown し た も の で あ る. (2) transmembrane セ グ メ ン ト が he の セ グ メ ン ト と polarity ま た は charge interactions between す る こ と に よ っ て in membrane に group み 込 ま れ る こ と を, 2 cases (ヒ ト red blood corpuscle バ ン ド 3 お よ び plant カ リ ウ ム イ オ ン チ ャ ネ ル) に つ い て card be し た (Kanki ら, Biochemistry, 2002; SatoらPNAS,2002; Satoら,JBC,2003). こ れ で, water-based 疎 セ グ メ ン ト が since 発 に group み 込 ま れ る モ ー ド, water-based 疎 の not quite な セ グ メ ン ト が he の 疎 water-based セ グ メ ン ト の group み 込 み に with っ て mandatory に group み 込 ま れ る モ ー ド, お よ び polarity interaction に よ る membrane group み 込 み モ ー ド の full て を be 験 に す in こ と が finished し た. (3) this study の theme で あ る ロ ド プ シ ン に つ い て は, culture cell で の three の を 発 now conditions set し culture cell lines で 発 now さ せ る こ と に successful し た. More than most も 発 amount is の か っ た COS cell と CMV プ ロ モ ー タ ー の group み close わ せ で も, 発 now し た タ ン パ ク qualitative の most が N - type combined with sugar plus lock を by け て い る こ と が わ か っ た. こ の is を with い て each ヘ リ ッ ク ス between パ ッ キ ン グ を モ ニ タ ー す る こ と と し た. (4) つ い で, two に シ ス テ イ ン を import し た - different ロ ド プ シ ン の system な made に と り か か っ て い る. The combination of ジス, ジス and フィド forms a による electric gas movement upper <s:1> mobility <e:1> difference をモニタ and する is made by を to form a である.

项目成果

Sato, Y. et al.: "Molecular dissection of the contribution of negatively and positively charged residues in S2, S3, and S4 to the final membrane topology of the voltage sensor in the K+channel, KAT1"J.Biol.Chem.. 276(in press). (2003)

Sato, Y. 等人：“分子剖析 S2、S3 和 S4 中带负电和带正电的残基对 K 通道电压传感器 KAT1 最终膜拓扑的影响”J.Biol.Chem..

Kida, Y.et al.: "Amino acid residues before the hydrophobic region which are critical for mem-brane translocation of the N-terminal domain of synaptotagmin II"FEBS Lett.. 507. 341-345 (2001)

Kida, Y.等人：“疏水区之前的氨基酸残基对于突触结合蛋白 II N 端结构域的膜易位至关重要”FEBS Lett.. 507. 341-345 (2001)

Sato, Y.et al.: "Integration of Shaker-typeK+ channel, KAT1 into the endoplasmic reticulum membrane : Synergistic insertion of voltage sensing segments, S3-S4 and independent insertion of poreforming segments, S5-P-S6"Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 99. 60-65

Sato, Y.et al.：“Shaker-typeK 通道 KAT1 整合到内质网膜中：电压传感片段 S3-S4 的协同插入和成孔片段 S5-P-S6 的独立插入”Proc.

Sakaguchi, M.: "Autonomous and Heteronomous Positioning of Transmembrane Segments in Multispanning Membrane Protein"Biochem.Biophys.Res.Commun.. 296. 1-4 (2002)

Sakaguchi, M.：“多跨膜蛋白中跨膜片段的自主和异质定位”Biochem.Biophys.Res.Commun.. 296. 1-4 (2002)

Kanki, T. et al.: "The tenth membrane region of band 3 is initially exposed to the luminal side of the endoplasmic reticulum and then integrated into a partially folded band 3 intermediate"Biochemistry. 41. 13973-13981 (2002)

Kanki, T. 等人：“带 3 的第十个膜区域最初暴露于内质网的腔侧，然后整合到部分折叠的带 3 中间体中”生物化学。