細胞内プロテアーゼの新しい物質認識機構に関与するポリリン酸の細胞機能解明

阐明多磷酸盐参与细胞内蛋白酶新物质识别机制的细胞功能

• 批准号: 02J09763
• 负责人: 野村 和孝
• 金额: $ 1.92万
• 依托单位: Hiroshima 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-02J09763/
• 关键词: ポリリン酸; Lonプロテアーゼ; 細胞内局在; Fis; DNA結合タンパク質; リボソームタンパク質

昨年度、LonのDNAおよびポリリン酸結合性についてin vitroで詳細に解析を行った。その結果から、通常Lonは細胞内でDNAの集合体である核様体に存在しており、アミノ酸飢餓で蓄積したポリリン酸によりLonは核様体から遊離し、複合体として新たな活性を持つようになるというモデルが考えられた。そこで本年度は、このモデルが細胞内で正しいことを確かめるために、LonのGFP(緑色蛍光タンパク質)融合タンパク質を用いて細胞内局在の解析を行った。ポリリン酸を蓄積しない栄養条件ではLon-GFPは染色体DNAの集合体である核様体に局在した。一方、アミノ酸飢餓ではLon-GFPは核様体から遊離し、ポリリン酸-Lon-GFP複合体の粒子として確認できた。この結果から、Lonの局在がポリリン酸により変化するというモデルが細胞内において正しいことが示された。ポリリン酸と結合するタンパク質はin vitroにおいて数多く見つかっており、その中にはDNA結合タンパク質が含まれている。そこで、Lonと同様な局在の変化を示すDNA結合タンパク質を探索した。その結果、核様体を構成する主要なタンパク質の一つであり、グローバルな転写に関わるFisを発見した。また、in vitroにおいてFigはLonによりポリリン酸依存的に分解されることを見いだした。さらに、DNAが存在してもポリリン酸依存的に分解されることを示した。これらの結果は、Lonとポリリン酸による新規の転写調節機構の存在を示唆している。今後、細胞内におけるFisの分解や転写への影響についてさらに詳細な解析が必要であると考えられる。

去年，详细分析了LON的DNA和多磷酸结合特性。结果表明，通常存在于核苷中，细胞内的DNA收集，而在氨基酸饥饿期间积累的多磷酸盐会导致lons从核苷中释放出来，从而导致新活性作为复合物。因此，为了确保该模型在细胞内正确，我们使用LON的GFP（绿色荧光蛋白）融合蛋白分析了亚细胞定位。在不积聚多磷酸盐的营养条件下，LON-GFP位于核苷（染色体DNA的集合）中。另一方面，在氨基酸饥饿期间，LON-GFP从核苷体中释放出来，并被确认为多磷酸盐-lon-GFP复合物的粒子。结果表明，lon定位被多磷酸改变的模型是正确的细胞内。在体外发现了许多结合多磷酸盐的蛋白质，包括DNA结合蛋白。因此，我们搜索了与LON相似的定位变化的DNA结合蛋白。结果，我们发现了FIS，这是构成核苷的主要蛋白质之一，并参与了整体转录。此外，发现该无花果通过LON在体外以多磷酸盐的方式降解。此外，还表明，即使存在DNA，也以多磷酸依赖性方式降解。这些结果表明，LON和多磷酸盐存在一种新型的转录调节机制。人们认为，将来需要进一步的详细分析，即FIS降解以及对细胞转录的影响。

项目成果

Lonによるリボソーム蛋白質のリサイクリングシステム

基于Lon的核糖体蛋白回收系统

• 发表时间: 2004
• 期刊: 蛋白質核酸酵素 49
• 作者: Kazutaka Nomura;野村 和孝
• 通讯作者: 野村 和孝

黒田章夫, 野村和孝, 大竹久夫: "蘇るか分子化石-長鎖ポリリン酸による蛋白質分解酵素の活性調節"蛋白質核酸酵素. Vol47 No.7. 801-807 (2002)

Akio Kuroda、Kazutaka Nomura、Hisao Otake：“分子化石的复活 - 长链聚磷酸对蛋白水解酶活性的调节”《蛋白质核酸酶》第 47 卷第 801-807 期（2002 年）。

Effects of inorganic polyphosphate on the proteolytic and DNA-binding activities of Lon in Escherichia coli

• DOI: 10.1074/jbc.m404725200
• 发表时间: 2004-08-13
• 期刊: JOURNAL OF BIOLOGICAL CHEMISTRY
• 影响因子: 4.8
• 作者: Nomura, K;Kato, J;Kuroda, A
• 通讯作者: Kuroda, A