权益分类	功能权益	普通用户	{{item.name}}会员
{{category.name}}	{{benefitItem.name}}

Functions and Fine Structure of the AAA Protease FtsH

AAA蛋白酶FtsH的功能和精细结构

基本信息

批准号：
11694222
负责人：
OGURA Teru
金额：
$ 1.98万
依托单位：
KUMAMOTO UNIVERSITY
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
1999
资助国家：
日本
起止时间：
1999 至 2000
项目状态：
已结题

项目摘要

We have studied structure and cellular functions of an essential, membrane-bound ATP-dependent protease, FtsH in E.coli. FtsH forms oligomers, and oligomerization is essential for its activity. Site-directed mutagenesis and homology modeling revealed that the ATP-binding pocket is formed at the interface of neighboring subunits, and that invariant residues in the AAA ATPase-specific sequence, SRH, play important roles in ATP hydrolysis. These results have led us to propose an intermolecular catalysis model for the hexameric AAA ATPase. The model also suggests that unfolded substrates are threaded through the central hole of the hexameric ring of the ATPase, and that the size of the central hole is altered upon ATP hydrolysis. We have succeeded to crystallize the ATPase domain of FtsH, however X-ray diffraction data have not been sufficient to resolve the crystal structure. FtsH controls several cellular functions by degrading specific regulatory proteins such as sigma32 and LpxC.Sigma32 is the heat shock transcription factor and is degraded by FtsH.Efficient degradation of sigma32 by FtsH requires the DnaK chaperone system, which may alter sigma32 to a form competent to the FtsH action. We isolated two temperature-sensitive ftsH mutants newly, and mutations of these mutants were mapped to the C-terminal region of ftsH.Mini-F plasmids are unstably maintained in temperature-sensitive ftsH mutants at permissive temperatures for cell growth. We have also studied lysis-lysogeny decision of lambda phage and colicin tolerance in ftsH mutants. We have identified SpoVM as a substrate of B.subtilis FtsH, suggesting Ftsh's involvement in sporulation. SpoVM acts for the membrane and exerts an inhibitory effect on cell growth.

我们研究了大肠杆菌中一种必需的膜结合ATP依赖性蛋白酶FtsH的结构和细胞功能。FtsH形成寡聚体，并且寡聚化对其活性至关重要。定点突变和同源性建模表明，ATP结合口袋形成于相邻亚基的界面处，并且AAA ATP酶特异性序列中的不变残基SRH在ATP水解中起重要作用。这些结果使我们提出了六聚体AAA ATP酶的分子间催化模型。该模型还表明，未折叠的底物穿过ATP酶的六聚体环的中心孔，并且中心孔的大小在ATP水解后改变。我们已经成功地结晶的ATP酶结构域的FtsH，但X-射线衍射数据还不足以解决的晶体结构。FtsH通过降解特定的调节蛋白如sigma 32和LpxC来控制多种细胞功能。sigma 32是热休克转录因子，并被FtsH降解。FtsH对sigma 32的有效降解需要DnaK分子伴侣系统，该分子伴侣系统可以将sigma 32改变为能够接受FtsH作用的形式。我们分离到两个新的温度敏感型ftsH突变体，这些突变体的突变被定位到ftsH的C-末端区域。Mini-F质粒在温度敏感型ftsH突变体中不稳定地维持在允许细胞生长的温度下。我们还研究了λ噬菌体的裂解-溶原性决定和ftsH突变体中的大肠杆菌素耐受性。我们已经确定SpoVM作为枯草B. FtsH的底物，表明Ftsh参与孢子形成。SpoVM作用于膜并对细胞生长产生抑制作用。

项目成果

期刊论文数量（17）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Karata,K.,Verma,C.S.,Wilkinson,A.J.,and Ogura: "Probing the mechanism of ATP hydrolysis and substrate translocation in the AAA protease FtsH by modelling and mutagenesis."Mol.Microbiol.. 39. 890-903 (2000)

Karata, K.、Verma, C.S.、Wilkinson, A.J. 和 Ogura：“通过建模和诱变探讨 AAA 蛋白酶 FtsH 中 ATP 水解和底物易位的机制。”Mol.Microbiol.. 39. 890-903 (2000)

DOI：
发表时间：
期刊：
影响因子：
0
作者：
通讯作者：

小椋光,龍田高志,友安俊文: "分子シャペロンによる細胞機能制御(永田和宏,森正敬,吉田賢右(編))シュプリンガー・フェアラークフ"大腸菌のストレス応答と分子シャペロン.(印刷中). (2001)

Hikaru Ogura、Tatsuta、Toshifumi Tomoyasu：“分子伴侣控制细胞功能（Kazuhiro Nagata、Masataka Mori、Kensuke Yoshida（编辑））Springer-Verlaghoff”大肠杆菌中的应激反应和分子伴侣（正在出版）。 2001））

DOI：
发表时间：
期刊：
影响因子：
0
作者：
通讯作者：

小椋光,唐田清伸,千葉志信,秋山芳展: "AAAプロテアーゼ"蛋白質核酸酵素(臨時増刊号「新世紀に向けての蛋白質科学の進展」(中村春木,森川耿右,鈴木紘一,三浦謹一郎(編)). (印刷中). (2001)

Hikaru Ogura、Kiyonobu Karata、Shinobu Chiba、Yoshinobu Akiyama：“AAA 蛋白酶”蛋白质核酸酶（特刊“迈向新世纪的蛋白质科学进展”）（Haruki Nakamura、Kosuke Morikawa、Koichi Suzuki、Kinichiro Miura）（ed. ）（正在出版）。