GTP結合蛋白質の翻訳後修飾による機能発現制御メカニズムに関する研究

本研究は、GTP結合タンパク質の機能発現・機能制御に重要な役割を果たしている翻訳後修飾の、機能発現・機能制御への関わりを明かにすることを目的する。これまでの研究で、我々は分裂酵母ras1蛋白質の生化学的特性を明らかにするとともに、低分子量GTP結合蛋白質を中心に翻訳後修飾構造を持つ蛋白質のデータベース化を行ってきた。また、昨年度に引き続き、本年度も分裂酵母のras1蛋白質を基質とするファルネシル転移酵素の生化学的解析に焦点を絞って研究を行い、以下の知見を明らかにした。まず、分裂酵母粗抽出液を部分分画し、配列の異なるオリゴペプチドを基質に用いてファルネシル基転移酵素、ゲラニルゲラニル基転移酵素の分布を調べたところ、両酵素の活性は分離でき、なおかつ複数のファルネシル基転移酵素の存在を示唆する結果を得た。次に、分裂酵母ras1蛋白質由来のオリゴペプチドを基質に用いて、これに対応する転移酵素活性を部分精製した。その結果、この酵素は未知のタンパク質と複合体を形成し、それが安定化に寄与していること、既知の酵素素の約1.5倍の分子量を有することが明らかになった。この精製過程で、基質特異性の異なる二つの活性画分に分離できたので、その各々について速度論的解析を行った。その結果、他生物種のファルネシル転移酵素と異なり、分裂酵母の酵素は、本来ゲラニルゲラニル基転移酵素Iの認識配列とされているCAAL配列を、本来のファルネシル化シグナルと区別することなく基質として認識しファルネシル化すること、ゲラニルゲラニル活性は持たないことを証明した。この知見は、従来のファルネシル化とゲラニルゲラニル化の認識配列に関する認識を新たにするものであり、特異性決定領域につい再検討を要することを明らかにした。

本研究は、GTP結合タンパク質の機能発現・機能制御に重要な役割を果たしている翻訳後修飾の、機能発現・機能制御への関わりを明かにすることを目的する。これまでの研究で、我々は分裂酵母ras1蛋白質の生化学的特性を明らかにするとともに、低分子量GTP結合蛋白質を中心に翻訳後修飾構造を持つ蛋白質のデータベース化を行ってきた。また、昨年度に引き続き、本年度も分裂酵母のras1蛋白質を基質とするファルネシル転移酵素の生化学的解析に焦点を絞って研究を行い、以下の知見を明らかにした。まず、分裂酵母粗抽出液を部分分画し、配列の異なるオリゴペプチドを基質に用いてファルネシル基転移酵素、ゲラニルゲラニル基転移酵素の分布を調べたところ、両酵素の活性は分離でき、なおかつ複数のファルネシル基転移酵素の存在を示唆する結果を得た。次に、分裂酵母ras1蛋白質由来のオリゴペプチドを基質に用いて、これに対応する転移酵素活性を部分精製した。その結果、この酵素は未知のタンパク質と複合体を形成し、それが安定化に寄与していること、既知の酵素素の約1.5倍の分子量を有することが明らかになった。この精製過程で、基質特異性の異なる二つの活性画分に分離できたので、その各々について速度論的解析を行った。その結果、他生物種のファルネシル転移酵素と異なり、分裂酵母の酵素は、本来ゲラニルゲラニル基転移酵素Iの認識配列とされているCAAL配列を、本来のファルネシル化シグナルと区別することなく基質として認識しファルネシル化すること、ゲラニルゲラニル活性は持たないことを証明した。この知見は、従来のファルネシル化とゲラニルゲラニル化の認識配列に関する認識を新たにするものであり、特異性決定領域につい再検討を要することを明らかにした。