ATP依存的タンパク質分解機構の解明:高度好熱菌Lonプロテアーゼの構造解析

阐明 ATP 依赖性蛋白水解机制：高度嗜热 Lon 蛋白酶的结构分析

• 批准号: 13033046
• 负责人: 村松 知成
• 金额: $ 3.01万
• 依托单位: National Cancer Center Research Institute and Research Center for Innovative Oncology, National Cancer Center Hospital East
• 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: 2002
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2002 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-13033046/
• 关键词: ATP依存性プロテアーゼ; ミトコンドリア; 大腸菌; 高度好熱菌; 結晶化

Lonプロテアーゼはタンパク質の分解と共役してATPを加水分解するATP依存性プロテアーゼの一種で,大腸菌などの原核生物からヒトなどの高等哺乳動物に至るまで広くその存在が知られている.原核生物においては細胞質に,真核生物においてはミトコンドリアに存在し,変性タンパク質の除去や細胞分裂,細胞壁合成の制御(原核生物),ミトコンドリアの機能維持(真核生物)などに関わっていることが示唆されている.本研究では,Lonプロテアーゼ自体のATP依存的ペプチド結合切断のメカニズムを立体構造レベルで解明することを主な目的とし,これまでに大腸菌および高度好熱菌Lonプロテアーゼ遺伝子の大量発現・精製系の作成を行ってきた.今回は大腸菌Lonについて,ATPおよび還元剤による会合状態の変化と活性の変化を調べた.その結果,Lonは16量体が低活性型であるが,ATPを添加すると高活性型の8量体になること,還元剤添加により,Lonは低活性型の16量体に戻ることなどがわかってきた.これらは大腸菌Lonにおける結果であるが,真核生物ではLonは酸化的リン酸化によりATPを産生する細胞内小器官であるミトコンドリア内に存在するので,Lonのミトコンドリア機能に対する何らかの役割を示唆するものとして興味深い.現在,活性発現と多量体形成の相関およびそのメカニズムについて検討中である.

A species of Escherichia coli, prokaryotes, higher mammals, etc., is known to exist in the absence of ATP. Prokaryotes contain the cytoplasm, eukaryotes contain the cytoplasm, the cytoplasm is removed, cell division is controlled, cell wall synthesis is controlled (prokaryotes), the cytoplasm is maintained, and function is maintained (eukaryotes). In this study, we studied the preparation of a purification system for the production of large quantities of E. coli and highly pathogenic bacteria. This time, the change of ATP and activity of E. coli Lon is regulated. As a result,Lon has 16-mer low activity,ATP has 8-mer high activity and 16-mer low activity. As a result of this, eukaryotes are interested in the production of ATP in small intracellular organs where Lon is active. Now, the correlation between activity development and multiple body formation is very important.

项目成果

W.Nishii, T.Maruyama, R.Matsuoka, T.Muramatsu, K.Takahashi: "The unique sites in SulA protein preferentially cleaved by ATP-dependent Lon protease from Esherichia coli"Eur.J.Biochem.. 269. 451-457 (2002)

W.Nishii、T.Maruyama、R.Matsuoka、T.Muramatsu、K.Takahashi：“SulA 蛋白中的独特位点被来自大肠杆菌的 ATP 依赖性 Lon 蛋白酶优先切割”Eur.J.Biochem.. 269. 451-

A.Liang, C.Brunen-Nieweler, T.Muramatsu, Y.Kuchino, H.Beier, K.Heckmann: "The ciliate Euplotes octocarinatus expresses two polypeptide release factors of type eRF1"Gene. 262(1/2). 161-168 (2001)

A.Liang、C.Brunen-Nieweler、T.Muramatsu、Y.Kuchino、H.Beier、K.Heckmann：“纤毛虫 Euplotes octocarinatus 表达两种 eRF1 型多肽释放因子”基因。

Y Sawano, T.Muramatsu, K.Hatano, K.Nagata, M.Tanokura: "Characterization of genomic sequence coding for bromelain inhibitors in pineapple and expression of its recombinant isoform"J.Biol.Chem.. 277. 28222-28227 (2002)

Y Sawano、T.Muramatsu、K.Hatano、K.Nagata、M.Tanokura：“编码菠萝中菠萝蛋白酶抑制剂的基因组序列的表征及其重组亚型的表达”J.Biol.Chem.. 277. 28222-28227（

T.Muramatsu, K.Heckmann, C.Kitnaka, Y.Kuchino: "Molecular mechanism of stop codon recognition by eRF1 : a wobble hypothesis for peptide anticodons"FEBS Lett.. 488(3). 105-109 (2001)

T.Muramatsu、K.Heckmann、C.Kitnaka、Y.Kuchino：“eRF1 识别终止密码子的分子机制：肽反密码子的摆动假说”FEBS Lett.. 488(3)。

W.Nishii, T.Maruyama, R.Matsuoka, T.Muramatsu, K.Takahashi: "The unique sites in SulA protein preferentially cleaved by ATP-dependent Lon protease from Esherichia coli"Eur.J.Biochem.. 269(2). 451-457 (2002)

W.Nishii、T.Maruyama、R.Matsuoka、T.Muramatsu、K.Takahashi：“SulA 蛋白中的独特位点被来自大肠杆菌的 ATP 依赖性 Lon 蛋白酶优先切割”Eur.J.Biochem.. 269(2)