シグナルペプチドの構造と小胞体膜透過における機能の解明

阐明信号肽的结构及其在内质网膜渗透中的功能

• 批准号: 08760319
• 负责人: 初沢 清隆
• 金额: $ 0.64万
• 依托单位: Tokyo University of Pharmacy and Life Science
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1996
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1996 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-08760319/
• 关键词: 前駆体蛋白質; ER膜透過; シグナルペプチド; 疎水性領域; シグナル認識粒子

前駆体蛋白質のER膜透過はシグナルペプチド(SP)を介して進行する。SPは、アミノ末端の正電荷を含む領域(N領域)、中央部の疎水性領域(H領域)、とカルボキシル末端領域(C領域)の3つの領域から成る。これらSPの構造とその機能について詳細なin vitro解析はほとんど行われていない。そこで、SPの構造とER膜透過における機能を解明するために以下の研究を行った。(1)これまで大腸菌の膜透過実験に用いてきた、H領域を人工的にすべてロイシン((L)n,n=5,7,8,10,12,14,20)に置換した種々のproOmpF-Lppのシグナルペプチド(SP)を、cDNA上で牛プレプロラクチンの成熟体部分につなぎ、モデル蛋白質proOmpF-PL(L-series)を作製した。これらのmRNAをイヌ膵臓小胞体膜存在下、小麦胚芽蛋白質合成系で翻訳し、SPの切断を指標として膜透過効率を調べたところ、Lの数が10で最大になった。(2)次にSPとシグナル認識粒子(SRP)の相互作用について翻訳停止効率を調べたところ、膜透過効率の場合と同様10Lで最大になった。しかし、それ以上数が増えても効率はほとんど変わらなかった。これらから、SPのSRPによる認識と膜内での認識の特異性は若干異なることが示唆された。(3)H領域にロイシンよりも疎水性の弱いアラニンも含む配列にしたモデル蛋白質proOmpF-PL(AL-series)を構築し同様の実験を行った。膜透過効率、SRPとの相互作用共にL-seriesの結果と似ていたが、最大効率は12ALあるいは14ALで得られ、要求される長さは長くなった。つまり、シグナルペプチドの疎水領域はその長さというより全体の疎水性度がSRPとの相互作用とそれに引き続く膜透過反応に重要であることが明らかになった。

Precursor proteins are transmitted through the ER membrane as mediators. SP is composed of three domains: the domain containing positive charge at the end (N domain), the domain containing water at the center (H domain), and the domain containing positive charge at the end (C domain). The structure and function of SP are analyzed in detail in vitro. The structure and function of SP and ER membrane were studied. (1)The membrane permeability of E. coli was studied by means of artificial methods in the H domain, and the proOmpF-PL(L-series) protein was produced by substitution of proOmpF-Lpp in the mature part of E. coli (L)n,n= 5, 7, 8, 10, 12, 14, 20). In the presence of mRNA and protein membrane, the protein synthesis system of wheat germ was changed, and the membrane permeability was adjusted. The number of L reached the maximum. (2)The interaction between SP and SRP is the same as that between SP and SRP.しかし、それ以上数が増えても効率はほとんど変わらなかった。The difference between the two is that there are some differences between the two. (3)H The protein proOmpF-PL(AL-series) was constructed from the protein sequence. The results of membrane transmission rate, SRP and interaction are similar, and the maximum rate is 12 AL. The interaction between SRP and water is important for membrane transmission.

项目成果

Hatsuzawa,K.et al.: "The hydrophobic region of signal peptides is a determinant for SRP recognition and protein translocation across the ER membrane." J.Biochem.121. 111-118 (1997)

Hatsuzawa, K. 等人：“信号肽的疏水区域是 SRP 识别和蛋白质跨 ER 膜易位的决定因素。”