リボソーム品質管理機構に関わる大腸菌Lonプロテアーゼの活性調節機構

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Lonプロテアーゼはポリリン酸と複合体を形成することによってリボソームタンパク質を効率よく分解する。最初に57種類存在するリボソームタンパク質のうち、Lonプロテアーゼ-ポリリン酸複合体の基質となるものの同定を行った。大腸菌より調整したリボソームから高濃度の塩化リチウムによりリボソームタンパク質を抽出し、陽イオン交換クロマトグラフィーにより分離した。それぞれのリボソームタンパク質について、Lonプロテアーゼ-ポリリン酸複合体による分解を調べた結果、これまでに明らかとなっているS2,L9,L13のほかに、L1,L3,L6,L24などがLonプロテアーゼ-ポリリン酸複合体により分解されることが明らかとなった。次にLonプロテアーゼにおけるポリリン酸結合領域の決定を行った結果、784アミノ酸からなるLonプロテアーゼのうち、272番目から350番目の領域にポリリン酸が結合することが明らかとなった。この領域は比較的親水性に富んではいるものの、これまでに知られているポリリン酸結合モチーフの配列はみられなかった。次に電子顕微鏡によるLonプロテアーゼ-ポリリン酸複合体の構造解析を行った。一般的によく行われるネガティブ染色法ではうまく染まらなかったため、白金を用いた低角度回転蒸着法により観察を行った。その結果、Lonプロテアーゼがリング状に重合した巨大な複合体と考えられる像が得られた。このリング状の構造がLonプロテアーゼの基質特異性の変化に重要であると思われた。