Structural analysis of SecA-SecYE complex from Thermus thermophilus

嗜热栖热菌 SecA-SecYE 复合物的结构分析

• 批准号: 19370085
• 负责人: MORI Hiroyuki
• 金额: $ 8.74万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2007
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2007 至 2009
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-19370085/
• 关键词: 生体膜; SecA; SecYEG; トランスロコン; タンパク質膜透過膜; ATPase; X線結晶構造解析; バクテリア; 化学架橋; SecYE; Fabフラグメント; タンパク質膜透過; 膜タンパク質; 膜タンパク質複合体; モノクローナル抗体; タンパク質膜透過装置; Translocon; SecY; E; 好熱菌

Evolutionarily conserved membrane protein complex, the Sec translocon, functions as a protein-conducting channel to facilitate secretory protein export and membrane protein integration. In this project, we determined the first atomic resolution crystal structure of the SecYE translocon from a SecA (bacterial translocation motor)-containing organism, Thermus thermophilus, in complex with an anti-SecY Fab fragment. The structure has revealed a significant conformational change from the previously determined archaeal SecYEβ structure, in that several SecY transmembrane helices are shifted to create a hydrophobic crevasse open to the cytoplasm. Disulfide mapping indicate that this "pre-open" state of the bacterial SecYE complex was induced by the Fab fragment and SecA, which in common bind to SecY residues at the tip of the cytoplasmic domain. Our disulfide crosslinking experiments revealed that some of these SecY residues contact specific residues of SecA that are otherwise buried and unavailable in the isolated SecA molecule. These results suggest that the motor components of the Sec machinery undergo cooperative conformational changes upon their interaction, presumably as important steps for the entrance of the preprotein-SecA complex and enhancement of the ATPase activity of SecA.

在进化上保守的膜蛋白复合物，Sec易位子，作为一个蛋白传导通道，以促进分泌蛋白输出和膜蛋白整合。在这个项目中，我们确定了第一个原子分辨率晶体结构的SecYE translocon从SecA（细菌易位马达）含有生物体，嗜热栖热菌，在复杂的抗SecY Fab片段。该结构揭示了先前确定的古细菌SecYEβ结构的显著构象变化，其中几个SecY跨膜螺旋被移位以产生向细胞质开放的疏水裂缝。二硫键作图表明细菌SecYE复合物的这种“预开放”状态是由Fab片段和SecA诱导的，Fab片段和SecA共同结合细胞质结构域尖端的SecY残基。我们的二硫键交联实验表明，这些SecY残基中的一些接触SecA的特定残基，这些残基在分离的SecA分子中被掩埋并且不可用。这些结果表明，运动组件的Sec机械进行合作的构象变化后，他们的相互作用，大概是重要的步骤入口的前蛋白SecA复合物和增强的ATPase活性SecA。

项目成果

Functional dissection of bacterial Sec translocation machinery

细菌 Sec 易位机制的功能解剖

• 发表时间: 2009
• 作者: Mori H.;Tsukazaki T.;Echizen;Y.;Ishitani;R.;Nureki;O.;Ito;K.
• 通讯作者: K.

How does SecA ATPase drive protein translocation?

SecA ATPase 如何驱动蛋白质易位？

• 发表时间: 2007
• 作者: Mori H.;Ito K.
• 通讯作者: Ito K.

立体構造解析からみえてきたSecAによる蛋白質膜透過の分子メカニズム

3D结构分析揭示SecA渗透蛋白质膜的分子机制

• 发表时间: 2009
• 期刊: 蛋白質核酸酵素 54
• 作者: 森博幸;塚崎智也
• 通讯作者: 塚崎智也

細菌型Secトランスロコン複合体の結晶構造解析

细菌Sec易位子复合物的晶体结构分析

• 发表时间: 2008
• 作者: Tsukazaki T.;Mori H.;Fukai;S.;Ishitani;R.;Perederina;A.;Vassylyev;D.G.;Ito;K.;Nureki;O.
• 通讯作者: O.

SecA ATPaseはどのようにtransloconと相互作用し、タンパク質膜透過を駆動しているのか?

SecA ATPase 如何与易位子相互作用并驱动蛋白质膜渗透？

• 发表时间: 2008
• 作者: 森 博幸、塚崎智也;濡木理、伊藤維昭
• 通讯作者: 濡木理、伊藤維昭