糖脂質による新生タンパク質鎖保護と膜輸送の機構解明

糖脂保护新生蛋白链和膜运输的机制

• 批准号: 22H02213
• 负责人: 島本 啓子
• 金额: $ 11.32万
• 依托单位: Suntory Foundation for Life Sciences
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22H02213/
• 关键词: 糖脂質; 生体膜; 膜挿入; 膜透過; 膜脂質; 新生タンパク質鎖; リボソーム

MPIase は、大腸菌の内膜における膜タンパク質の統合に関与する糖脂質である。我々は、天然MPIaseの微量性と不均一性を克服するために、系統的なMPIaseのアナログ合成を進めてきた。これまでにドッキングシミュレーションや飽和移動差(STD)-NMR等から糖脂質MPIaseとタンパク質の相互作用点を予測している。これを実験的に証明し、より詳細にMPIaseに特徴的な官能基や糖鎖長の寄与を明らかにするために、特徴的な官能基を改変した3糖類縁体、および糖鎖伸長した6糖、9糖類縁体の化学合成を行った。3糖単位で糖鎖伸長する戦略を立案し、アクセプターにもドナーにも誘導可能な3糖ユニットを設計・合成した。新戦略により化学的に構築が難しいグルコサミンのα結合でユニット間を繋ぐことに成功し、9糖ピロリン脂質(mini-MPIase-9) や6糖モノリン脂質(mini-ECA-6)をはじめとする種々の類縁体の合成に成功した。これらの膜挿入試験の結果から、グルコサミン6位のAc基、マンノサミンのカルボキシ基、ピロリン酸の重要性が明らかになった。特に、6糖以上の糖鎖で膜シャペロンYidCとの協働作用が見られたことから、糖鎖部とYidCとが膜上で相互作用していることが示唆され、今後の機能化MPIaseとの相互作用解析の道筋をつけることができた。大腸菌のトランスロコン非依存型膜タンパク質膜挿入として、MPIaseが基質タンパク質を捕捉し、凝集を抑制しつつ立体配座を整えて膜挿入を行い、YidCへ引き渡す事で、自身の膜タンパク質膜挿入活性を再生するという機構を実証した。

MPIase is involved in the integration of membrane proteins and lipids in E. coli. We want to overcome the micro-heterogeneity of natural MPIase and improve the synthesis of MPIase systematically. The interaction points of glycolipid MPIase and protein were predicted by STD NMR. The chemical synthesis of 3 carbohydrate complexes, 6 carbohydrate complexes and 9 carbohydrate complexes was studied. 3. Sugar chain elongation is the most important factor in sugar chain synthesis. The new strategy was to construct a new type of lipid (mini-MPIase-9) and a new type of lipid (mini-ECA-6). The results of the membrane test show that the importance of the 6-position Ac group, the 6-position Ac group and the 6-position Ac group is obvious. In particular, more than 6 sugars in the sugar lock membrane YidC interaction is seen, sugar lock part YidC interaction on the membrane, future functional MPIase interaction analysis of the channel tendon. Coliform independent membrane entry, MPIase matrix capture, aggregation inhibition, steric coordination, membrane entry, YidC induction, regeneration mechanism of membrane entry activity

项目成果

Bacterial Glycolipid Essential for Membrane Protein Integration

膜蛋白整合所必需的细菌糖脂

• 发表时间: 2022
• 作者: Keiko Shimamoto

Sec非依存性膜蛋白質膜挿入における大腸菌由来糖脂質MPIaseの役割解明

阐明大肠杆菌衍生的糖脂 MPIase 在不依赖于 Sec 的膜蛋白膜插入中的作用

• 发表时间: 2022
• 作者: 野村†;森;藤川;大澤;津田;熊谷;増田;西尾;吉矢;西山;島本
• 通讯作者: 島本

A bacterial glycolipid essential for membrane protein integration

膜蛋白整合所必需的细菌糖脂

• DOI: 10.1016/bs.accb.2022.09.005
• 发表时间: 2022
• 期刊: Advances in Carbohydrate Chemistry and Biochemistry
• 作者: Fujikawa Kohki;Mori Shoko;Nishiyama Ken-ichi;Shimamoto Keiko
• 通讯作者: Shimamoto Keiko

大腸菌膜タンパク質膜挿入に必須な糖脂質MPIaseの構造活性相関研究

大肠杆菌膜蛋白膜插入必需的糖脂 MPIase 的构效关系研究

• 发表时间: 2022
• 作者: 藤川†;韓;大澤;森;野村;西山;島本
• 通讯作者: 島本

Structural Requirements of a Glycolipid MPIase for Membrane Protein Integration

膜蛋白整合的糖脂 MPIase 的结构要求

• DOI: 10.1002/chem.202300437
• 发表时间: 2023
• 期刊: Chemistry - A European Journal
• 作者: Fujikawa Kohki;Han Youjung;Osawa Tsukiho;Mori Shoko;Nomura Kaoru;Muramoto Maki;Nishiyama Ken‐ichi;Shimamoto Keiko
• 通讯作者: Shimamoto Keiko