大腸菌蛋白質膜透過系のキーエンザイムSecAの構造と機能

大肠杆菌蛋白膜渗透系统关键酶SecA的结构和功能

• 批准号: 05268214
• 负责人: 徳田 元
• 金额: $ 1.6万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 1993
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1993 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-05268214/
• 关键词: 蛋白質膜透過; SecA; 大腸菌; ATPase; 再構成系

大腸菌の蛋白質膜透過系において、中心的役割を果たしているのが膜表在性のSecA蛋白質である。SecAは蛋白質膜透過が阻害を受けると、その存在量が10倍以上に増加することが知られている。SecAには、膜透過型前駆体蛋白質と結合する活性があり、シャペロン様蛋白質とも考えられている。正常細胞ではSecA蛋白質が自身の発現のリプレッサーとなっていると考えられている。しかし、蛋白質膜透過系に欠陥が生じると、どういう機構でリプレッサーとして機能しなくなるかについては不明である。これらの点を明らかにするためには、SecAの構造と機能の詳細な解明が必要である。本研究は、SecAの構造と機能を明らかにするために、変異SecAの作成とその機能解析を行い以下の成果を得た。(1)ヒスチジン残基を化学修飾したSecAは、蛋白質膜透過活性が阻害されることを明らかにした。(2)SecAの重要な機能はN-末端に局在している。この領域にPCR法でランダムに変異を起こさせた。(3)変異SecA(プラスミド)の発現が野生型SecA(染色体)の機能を阻害する結果生育阻害を示す変異SecAを分離精製した。(4)in vitro膜透過実験系で変異SecAの機能を解析した結果、すべての変異体が膜透過活性を失っており、また野生型SecAの機能を競争的に阻害することを見いだした。(5)変異SecAの3種についてどの部位に変異が生じているかを明らかにし、機能に重要なアミノ酸残基を同定した。

E. coli protein membrane permeability system, the center of the service cut results, and membrane surface of the SecA protein SecA is a protein membrane barrier that increases by more than 10 times. SecA membrane permeable precursor protein binding activity SecA protein in normal cells is self-produced. The protein membrane permeates the system, and the mechanism is unclear. A detailed explanation of the structure and function of SecA is necessary. This study has obtained the following results: the structure and function of SecA are analyzed clearly, and the function of SecA is analyzed clearly. (1)The chemical modification of the protein residues prevents the protein membrane from penetrating the membrane. (2)SecA's important function is N-terminal. The PCR method for this domain is different from the original method. (3)The development of mutant SecA(chromosome) results in the functional inhibition of wild-type SecA(chromosome) and the isolation and purification of mutant SecA. (4)in The results of functional analysis of different SecA in vitro membrane transmission system show that the function of different SecA in vitro membrane transmission system is lost, and that the function of wild SecA in vitro membrane transmission system is inhibited. (5)The three kinds of secA are different from each other, and the acid residues are different from each other.

项目成果

Tokuda,H.: "Histidine residues are involved in translocation-coupled ATP hydrolysis by the SecA Protein." Biochem.Biophys.Res.Commun.192. 1415-1421 (1993)

Tokuda, H.：“组氨酸残基参与 SecA 蛋白的易位偶联 ATP 水解。”

徳田 元: "大腸菌における分泌型蛋白質の細胞質膜透過系" “Annual Review細胞生物学1993(矢原、御子柴、月田編)"中外医学社. 37-48 (1993)

Hajime Tokuda：“大肠杆菌中分泌蛋白的细胞质膜渗透系统”“细胞生物学年度评论 1993（由 Yahara、Mikoshiba 和 Tsukita 编辑）”Chugai Igakusha 37-48（1993）。

Matsuyama,S.: "SecD is involved in the release of translocated secretory proteins from the cytoplasmic membrane of Escherichia coli." EMBO J.12. 265-270 (1993)

Matsuyama,S.：“SecD 参与从大肠杆菌细胞质膜释放易位分泌蛋白。”

Nishiyama,K.: "A novel membrane protein involved in protein translocation across the cytoplasmic membrane of Escherichia coli." EMBO J.12. 3409-3415 (1993)

Nishiyama,K.：“一种新型膜蛋白，参与大肠杆菌细胞质膜上的蛋白质易位。”

Kawasaki,S.: "Membrane vesicles containing overproduced SecY and SecE exhibit high translocation ATPase activity and counter movement of protons in a SecA-and presecretory protein-dependent manner." J.Biol.Chem.268. 8193-8198 (1993)

Kawasaki,S.：“含有过量产生的 SecY 和 SecE 的膜囊泡表现出高易位 ATP 酶活性，并以 SecA 和分泌前蛋白依赖性方式实现质子的反向运动。”