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Biological functions of the ribosomal exit tunnel

核糖体出口隧道的生物学功能

基本信息

批准号：
15207011
负责人：
ITO Koreaki
金额：
$ 31.78万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
财政年份：
2003
资助国家：
日本
起止时间：
2003 至 2006
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-15207011/
关键词：
Protein translocation SecM SecA Ribosome Translation control Protein secretion

项目摘要

SecA is an ATPase that drives protein export across the bacterial cytoplasmic membrane, through the SecYEG translocon. In E. coli the gene secA is preceded by an open reading frame called gene X or secM (secretion monitor), which comprises an operon with secA. Our characterization of the gene X product revealed that it contains an "arrest sequence" that interacts with the exit tunnel of the ribosome to halt translation elongation. We showed that the elongation arrest is essential for the basal level expression of SecA as well as for its up-regulation under the conditions (such as low temperture) of impaired protein secretion. Moreover, our results suggest that SecM falicilitates the functionalization of newly synthesized SecA molecules, presumably by localizing its biosynthesis to the vicinity of the membrane/ translocon, a function we refer to "cis-chaperone". Thus, SecM functions exclusively in its nascent ribosome-tethered state and contains a sequence that cannot be elongated in ribosomal translation unless the N-terminal region outside the ribosome interacts with the Sec machinery. We investigated the mechanism of elongation arrest using in vitro translation system with purified translation components and revealed that the SecM peculiarity includes the fact that its Pro166 codon specifies ribosomal A-site located prolyl-tRNA that functions as an effector of the elongation arrest without being incorporated into the polypeptide chain.

SecA是一种三磷酸腺苷酶，通过SecYEG易位驱动蛋白质穿过细菌细胞质膜输出。在大肠杆菌中，secA基因之前有一个开放的阅读框，称为基因X或secM（分泌监测），它包含一个带有secA的操纵子。我们对基因X产物的表征表明，它包含一个与核糖体出口通道相互作用以阻止翻译延伸的“捕获序列”。我们发现，在蛋白质分泌受损的条件下（如低温），延长阻滞对于SecA的基础水平表达以及其上调是必不可少的。此外，我们的研究结果表明，SecM促进了新合成的SecA分子的功能化，可能是通过将其生物合成定位到膜/转座子附近，我们称之为“顺式伴侣”的功能。因此，SecM仅在其新生的核糖体拴系状态下起作用，并且包含一个在核糖体翻译中不能被延长的序列，除非核糖体外的n端区域与Sec机制相互作用。我们利用纯化的翻译成分在体外翻译系统中研究了阻止延伸的机制，发现SecM的特性包括其Pro166密码子指定位于核糖体a位的脯氨酸- trna，该脯氨酸- trna作为阻止延伸的效应物而不被纳入多肽链。

项目成果

期刊论文数量（54）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

分泌モニターSecMが明らかにした新しい概念

分泌监测仪 SecM 揭示的新概念

DOI：
发表时间：
2006
期刊：
蛋白質核酸酵素 51
影响因子：
0
作者：
武藤洋樹;伊藤維昭
通讯作者：
伊藤維昭

Control of SecA and SecM translation by protein secretion.

通过蛋白质分泌控制 SecA 和 SecM 翻译。

DOI：
发表时间：
2004
期刊：
Curr.Opinion Microbiol. 7
影响因子：
0
作者：
Nakatogawa;H.;Murakami;A.;Ito;K.
通讯作者：
K.

中戸川仁, 伊藤維昭: "蛋白質の膜透過と翻訳アレスト"蛋白質核酸酵素. 48. 338-345 (2003)

Hitoshi Nakatokawa、Yoshiaki Ito：“蛋白质膜渗透和翻译停滞”蛋白质核酸酶 48. 338-345 (2003)。

DOI：
发表时间：
期刊：
影响因子：
0
作者：
通讯作者：

Nakatogawa, H., Murakami, A., Ito, K.: "Control of SecA and SecM translation by protein secretion"Curr.Opinion Microbiol.. (In press). (2004)

Nakatokawa, H.、Murakami, A.、Ito, K.：“通过蛋白质分泌控制 SecA 和 SecM 翻译”Curr.Opinion Microbiol..（正在出版）。

DOI：
发表时间：
期刊：
影响因子：
0
作者：
通讯作者：

Translation arrest of SecM is essential for the basal and regulated expression of SecA

DOI：
10.1073/pnas.0404907101
发表时间：
2004-08-17
期刊：
PROCEEDINGS OF THE NATIONAL ACADEMY OF SCIENCES OF THE UNITED STATES OF AMERICA
影响因子：
11.1
作者：
Murakami, A;Nakatogawa, H;Ito, K
通讯作者：
Ito, K