FtsHプロテアーゼによる膜蛋白質基質の認識、分解の開始および方向性決定の機構

FtsH 蛋白酶对膜蛋白底物的识别、降解起始和方向性机制

• 批准号: 02J00938
• 负责人: 千葉 志信
• 金额: $ 2.3万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2002
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2002 至 2004
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-02J00938/
• 关键词: FtsH; 膜蛋白質分解; 大腸菌; 枯草菌; 胞子形成; HflKC; SecY; protease; membrane protein; ATPase; Dislocation; proteolysis; 膜蛋白質; プロテアーゼ; 品質管理; 蛋白質分解

枯草菌の胞子形成は、不均等な細胞分裂により、大きさの異なる二つの細胞(母細胞および前胞子細胞)を生じることに始まり、母細胞・前胞子細胞間の情報伝達、時間的・空間的に制御された蛋白質発現を伴った胞子成熟過程を経て完了する。その過程を制御する重要な因子の一つSpoIIQは、前胞子細胞膜に局在する膜蛋白質であり、胞子成熟過程に伴い、局在を変え、最終的には切断を受ける。その分解には、FtsHのような膜プロテアーゼが関与することが考えられるが、その詳細や、その分解の意義は明らかにされていなかった。本研究で私は、生化学的手法を用い、SpoIIQの切断部位を同定し、SpoIIQの切断耐性変異体を単離した。SpoIIQの切断が阻害されてもなお、胞子形成効率、および、胞子形成に関与する転写因子の活性化は正常であったため、SpoIIQの切断に細胞間情報伝達のシグナルとしての役割はないことが示唆された。一方、SpoIIQの分解には、胞子形成に伴う細胞の形態変化が深く関与し、その形態変化が分解のためのチェックポイントになっていることを示唆する結果を得た。SpoIIQは、母細胞側の膜蛋白質SpoIIIAHと相互作用することで、その局在を胞子細胞に接するようつなぎ止める役割を果たしているが、私は、SpoIIQの切断によって、その相互作用がキャンセルされることを見いだした。このことは、切断のタイミングが時間的に正しく制御されていないと、蛋白質の局在を正しく制御することが出来ないことを意味する。細胞の形態変化が蛋白質分解のタイミングを制御するチェックポイントとして働いていることを示唆する結果は、細胞分化の時系列コントロールの仕組みを明らかにする手がかりになるかも知れない。

Subtilia spore formation, uneven cell division, large differentiation, two cells (mother cell and prospore cell) during birth, information transmission between mother cell and prospore cell, time and space control, protein development, and spore maturation. One of the most important factors in the control of this process is SpoIIQ, which is the membrane protein of the prospore cell, the process of maturation of the spore, the process of transformation, and the final process of cleavage. For example, if you want to make a decision, you can make a decision. In this study, we investigated the use of biochemical methods, the identification of SpoIIQ cleavage sites, and the differentiation of SpoIIQ cleavage tolerance. SpoIIQ's cleavage inhibits cell growth, cell formation efficiency, and activation of cell growth factors. SpoIIQ's cleavage inhibits cell growth. The decomposition of SpoIIQ and the morphological transformation of cells during spore formation are deeply related to the decomposition of SpoIIQ and its morphological transformation. SpoIIQ is the parent cell side membrane protein SpoIIIAH. SpoIIQ interacts with SpoIIIAH in the daughter cell. SpoIIQ is the parent cell side membrane protein. SpoIIIAH interacts with SpoIIQ in the daughter cell. This is the right time to cut off the protein. Cell morphology, protein breakdown and control, cell differentiation and time series

项目成果

千葉 志信: "大腸菌膜プロテアーゼによる膜の品質管理とストレス応答調節"化学と生物. 42. 86-92 (2004)

Shishin Chiba：“大肠杆菌膜蛋白酶的膜质量控制和应激反应调节”化学与生物学 42. 86-92 (2004)。

千葉 志信: "Processive membrane protein degradation by FtsH can be initiated from either end"Journal of Bacteriology. 184. 4775-4782 (2002)

Shishin Chiba：“FtsH 的进行性膜蛋白降解可以从任一端启动”Journal of Bacteriology 184. 4775-4782 (2002)。

Processive membrane protein degradation by FtsH can be initiated from either end.

FtsH 进行的膜蛋白降解可以从任一端启动。

• 发表时间: 2002
• 期刊: Journal of Bacteriology 184
• 作者: 千葉 志信;千葉 志信
• 通讯作者: 千葉 志信

大腸菌膜プロテアーゼによる膜の品質管理とストレス応答調節

大肠杆菌膜蛋白酶的膜质量控制和应激反应调节

• 发表时间: 2004
• 期刊: 化学と生物 42
• 作者: 千葉 志信

下畑 宣行: "The Cpx stress response system of Escherichia coli senses plasma membrane proteins and controls HtpX, a membrane protease with cytosolic active site"Genes to Cells. 7. 653-662 (2002)

Nobuyuki Shimohata：“大肠杆菌的 Cpx 应激反应系统感知质膜蛋白并控制 HtpX，一种具有胞质活性位点的膜蛋白酶”《Genes to Cells》7. 653-662 (2002)。