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Structure and function of glycolipid MPIase involved in biogenesis of membrane proteins

参与膜蛋白生物合成的糖脂 MPIase 的结构和功能

基本信息

批准号：
22H02567
负责人：
西山賢一
金额：
$ 11.23万
依托单位：
Iwate University
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

项目摘要

膜タンパク質は、一連のタンパク質性因子の作用により膜挿入し高次構造を形成して機能発現する。我々は、モデル生物大腸菌では膜タンパク質のバイオジェネシスには糖脂質MPIaseが必須であることを明らかにした。MPIaseはタンパク質膜挿入・膜透過に関わるSecYEGやYidC、TatABCと相互作用して作動するだけでなく、膜タンパク質複合体全般と協働する。本研究では、多機能糖脂質MPIaseの構造と機能の研究を進め、膜タンパク質のバイオジェネシスの分子機構を明らかにすることを目的とする。MPIase生合成遺伝子探索では、糖鎖繰り返しユニットが1個だけの化学合成標品（mini-MPIase)を用いて糖鎖重合活性を検出した。現在本酵素を精製中である。タンパク質膜挿入の生化学的解析では、糖鎖繰り返しユニットが2個、3個の化学合成標品や、官能基を修飾した化学修飾MPIase標品を用意し、MPIase活性に必要な要素を確定し、報告した。MPIase枯渇膜を用いたプロテオーム解析では、ストレス応答に関わる膜タンパク質の発現量はMPIase枯渇により増加することを見出した。一方、MPIase枯渇膜では複合体を形成する膜タンパク質や膜貫通領域の数が多い膜タンパク質の発現量が大幅に減少することが判明した。さらに、複合体タンパク質の機能を膜電位測定によって解析したところ、例えば、F0F1 ATPaseでは発現量が5割弱に減少していたが、膜電位は全く形成されなかった。したがって、MPIaseは多くの膜タンパク質の発現に影響を与え、特に、複雑な構造を有するタンパク質や複合体の形成に重要であることが示唆された。

The film quality is related to the formation of high-order structures and the development of functions. We have to make sure that the bacteria that make up the coliforms. MPIase is involved in the interaction of YEG, YidC and TatABC with plasma membrane penetration and membrane permeation. The purpose of this study is to further study the structure and function of multifunctional glycolipid MPIase, and to clarify the molecular mechanism of membrane protein expression. MPIase production and synthesis of gene exploration, sugar chain reaction, return to the first part of the chemical synthesis standard (mini-MPIase) to use in the sugar chain reaction activity detection Now the enzyme is refined. The biochemical analysis of MPIase in plasma membrane was carried out to determine the essential factors for MPIase activity. The analysis of MPIase membrane activity shows that the amount of MPIase membrane activity increases. One side, MPIase dry film complex formation, film quality, the number of film penetration areas, the amount of film quality is greatly reduced, this is clear In addition, the membrane potential of the complex was determined by analyzing the membrane potential of the complex. For example, the F0 F1 ATPase was detected by 5-fold decrease in membrane potential. The influence of MPIase on the formation of multi-layer structures is important for the formation of multi-layer structures.