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

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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。