原核細胞のATP依存性膜結合型メタプロテアーゼFtsHの研究

点击翻译按钮获取中文摘要

FtsHプロテアーゼの機能ドメインの解明:FtsH蛋白のAAAモジュール、Zn結合モチーフ及び膜結合ドメインの機能を解析するため、欠失変異や部位特異的変異を導入し、これらの変異FtsHのプロテアーゼ活性をσ^<32>のレベルを指標にin vivoで調べた。その結果、AAAモジュール内のWalkerモチーフ、SRH領域はプロテアーゼ活性に重要であることが判明した。またZn結合の変異もプロテアーゼ活性を失った。膜結合ドメインを欠いたFtsHは活性は落ちるが、過剰は産生すると有意にプロテアーゼ活性を示した。また、これらの変異FtsH蛋白を温度感受性ftsH1変異株で発現したところ、プロテアーゼ触媒部位のグルタミン酸残基をグルタミンに置換した変異が温度感受性を相補し、プロテアーゼ活性を示すことが分かった。この変異蛋白は単独ではプロテアーゼ活性を示さないことから、FtsH1蛋白との複合体として活性を持つことが強く示唆された。FtsHプロテアーゼによる基質認識:σ^<32>のC領域に相当する合成ペプチドを基質として、in vitroの系でFtsHによる分解を調べたところ、このペプチドは複数箇所切断されることが分かった(Bukauとの共同研究)。λCIIIの活性領域に相当する24アミノ酸残基のペプチドはin vitroでFtsHのプロテアーゼ活性を強く阻害した。FtsHプロテアーゼと枯草菌の胞子形成蛋白SpoVMの相互作用:枯草菌の胞子形成に関わる26アミノ酸残基の蛋白SpoVMはin vitro系で大腸菌FtsHプロテアーゼ活性を特異的に阻害するとともにそれ自身基質として分解されることを明らかにした。spoVM変異を抑制するftsH変異の変異箇所を決定したところ、Zn結合モチーフ(プロテアーゼ活性部位)のすぐ上流部位であった(Cuttingとの共同研究)。