AAAスーパーファミリータンパク質によるタンパク質リモデリングの分子機構の解明

阐明AAA超家族蛋白重塑蛋白质的分子机制

• 批准号: 08J01771
• 负责人: 杉本 真也
• 金额: $ 1.02万
• 依托单位: Kumamoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2008
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2008 至 2010
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-08J01771/
• 关键词: AAAスーパーファミリータンパク質; 細胞骨格タンパク質; 重合・脱重合; タンパク質分解; 分子シャペロン; 高速原子間力顕微鏡; アミロイド様タンパク質; プロテオーム解析; AAAタンパク質; 高速AFM; ATP; 脱凝集; 脱会合; 細胞分裂

1.AAA^+シャペロンClpXによる細菌の細胞骨格タンパク質FtsZの動態制御GTP依存的に重合したFtsZの構造および動態を高速AFMで観察したところ、直線状の線維や湾曲した線維、およびそれらが重なりあった太い線維が多数観察された。さらに直線状の線維が時間とともに湾曲し、分断・再結合を繰り返す様子を秒単位の時間分解能で直接可視化できた。次にClpXがFtsZのポリマー形成に与える影響を調べたところ、ClpXはATP非依存的にFtsZの重合を阻害し、ClpXのN末端ドメインがFtsZの認識に重要であることが分かった。一方、ClpXPがFtsZを分解する活性は極めて低いことから、分解の促進ではなく重合の阻害によりFtsZの動態を制御していることが示された。さらに、FtsZポリマーの脱重合をClpXが促進することや、ClpXを過剰発現させた大腸菌ではZリングの形成が異常になることなども明らかにした。2.細菌のアミロイド様タンパク質の発見とAAAスーパーファミリータンパク質による品質管理大腸菌をモデルとし、可溶性タンパク質の中からアミロイド様凝集体を形成するタンパク質および条件を探索した。その結果、ADPの添加により線維状凝集体を形成するタンパク質が存在することを発見した。高感度質量分析機器を用いたプロテオーム解析の結果、polynucleotide nucleotidyltransferase(PNPase)がADP依存的に線維状凝集体を形成することを明らかにした。また、各種変異体PNPaseタンパク質を用いた解析の結果、ADPの結合ではなくADPを加水分解してpoly(A)を合成するPNPaseの活性が、アミロイド様凝集体の形成に重要であることを見出した。さらに、細胞内においてPNPaseがAAA型プロテアーゼにより分解される可能性を示唆する結果を得た。

1。通过AAA^+伴侣CLPX对细菌细胞骨架蛋白FTSZ的动态调节。当使用高速AFM观察到以GTP依赖性方式的FTSZ聚合的结构和动力学时，观察到观察到与之重叠的许多线性纤维，弯曲纤维和厚纤维。此外，线性纤维会随着时间的推移而弯曲，重复的分裂和重组可以直接以秒为单位的时间分辨率。接下来，我们研究了CLPX对FTSZ聚合物形成的影响，并发现CLPX以非ATP无关的方式抑制了FTSZ的聚合，并且CLPX的N末端结构域对于识别FTSZ很重要。另一方面，CLPXP的活性非常低，可以降解FTSZ，表明它通过抑制聚合而不是促进降解来调节FTSZ的动力学。此外，揭示了CLPX促进FTSZ聚合物的解聚，并且Z-RING的形成在大肠杆菌中是异常表达CLPX的。 2。使用基于大肠杆菌的AAA超家族蛋白作为模型发现细菌淀粉样蛋白样蛋白和质量控制，我们探索了在可溶性蛋白质中形成淀粉样蛋白聚集体的蛋白质和条件。结果，发现有一种蛋白质在添加ADP时形成纤维骨料。使用高度敏感的质谱仪进行蛋白质组分析表明，多核苷酸核苷酸前丙基转移酶（PNPase）以ADP依赖性方式形成纤维聚集体。此外，使用各种突变PNPase蛋白的分析表明，水解ADP并合成poly（a）的PNPase的活性对于形成淀粉样蛋白样聚集体非常重要。此外，结果表明PNPase可能会被细胞中的AAA型蛋白酶降解。

项目成果

Remodeling of cell division protein FtsZ by AAA^+ chaperone C1pX from E.coli

来自大肠杆菌的 AAA^ 分子伴侣 C1pX 对细胞分裂蛋白 FtsZ 的重塑

• 发表时间: 2009
• 作者: S.Kawai;T.Komatsuzaki;Shinnosuke Kawai;Shinnosuke Kawai;Shinnosuke Kawai;T.Komatsuzaki;Shinnosuke Kawai;Shinnosuke Kawai;河合信之輔;S.Kawai;河合信之輔;河合信之輔;小松崎民樹;S.Kawai;S.Kawai;河合信之輔;永幡裕;河合信之輔;河合信之輔;河合信之輔;Shinnosuke Kawai;Shinnosuke Kawai;Shinnosuke Kawai;Shinnosuke Kawai;Shinnosuke Kawai;河合信之輔;河合信之輔;Shinnosuke Kawai;河合信之輔;河合信之輔;Shinnosuke Kawai;Shinnosuke Kawai;河合信之輔;河合信之輔;河合信之輔;近藤和敬;近藤和敬;近藤和敬;近藤和敬;近藤和敬;近藤和敬;近藤和敬;近藤和敬;近藤和敬;檜垣立哉(共著);Shinya Sugimoto;Shinya Suginmoto;Shinya Sugimoto;Shinya Sugimoto;杉本真也;杉本真也
• 通讯作者: 杉本真也

大腸菌の分子シャペロン GrpE の過剰発現は DnaK シャペロンシステムの機能を阻害し、異常な細胞分裂を引き起こす

大肠杆菌中分子伴侣GrpE的过度表达会抑制DnaK伴侣系统的功能并导致细胞分裂异常。

• 发表时间: 2008
• 作者: S.Kawai;T.Komatsuzaki;Shinnosuke Kawai;Shinnosuke Kawai;Shinnosuke Kawai;T.Komatsuzaki;Shinnosuke Kawai;Shinnosuke Kawai;河合信之輔;S.Kawai;河合信之輔;河合信之輔;小松崎民樹;S.Kawai;S.Kawai;河合信之輔;永幡裕;河合信之輔;河合信之輔;河合信之輔;Shinnosuke Kawai;Shinnosuke Kawai;Shinnosuke Kawai;Shinnosuke Kawai;Shinnosuke Kawai;河合信之輔;河合信之輔;Shinnosuke Kawai;河合信之輔;河合信之輔;Shinnosuke Kawai;Shinnosuke Kawai;河合信之輔;河合信之輔;河合信之輔;近藤和敬;近藤和敬;近藤和敬;近藤和敬;近藤和敬;近藤和敬;近藤和敬;近藤和敬;近藤和敬;檜垣立哉(共著);Shinya Sugimoto;Shinya Suginmoto;Shinya Sugimoto;Shinya Sugimoto;杉本真也;杉本真也;杉本真也;杉本真也
• 通讯作者: 杉本真也

The proper ratio of GrpE to DnaK is important for protein-quality control by DnaK-DnaJ-GrpE chaperone system and for cell division

GrpE 与 DnaK 的适当比例对于 DnaK-DnaJ-GrpE 伴侣系统的蛋白质质量控​​制和细胞分裂非常重要

• 发表时间: 2008
• 期刊: Microbiology 154
• 作者: S.Kawai;T.Komatsuzaki;Shinnosuke Kawai;Shinnosuke Kawai;Shinnosuke Kawai;T.Komatsuzaki;Shinnosuke Kawai;Shinnosuke Kawai;河合信之輔;S.Kawai;河合信之輔;河合信之輔;小松崎民樹;S.Kawai;S.Kawai;河合信之輔;永幡裕;河合信之輔;河合信之輔;河合信之輔;Shinnosuke Kawai;Shinnosuke Kawai;Shinnosuke Kawai;Shinnosuke Kawai;Shinnosuke Kawai;河合信之輔;河合信之輔;Shinnosuke Kawai;河合信之輔;河合信之輔;Shinnosuke Kawai;Shinnosuke Kawai;河合信之輔;河合信之輔;河合信之輔;近藤和敬;近藤和敬;近藤和敬;近藤和敬;近藤和敬;近藤和敬;近藤和敬;近藤和敬;近藤和敬;檜垣立哉(共著);Shinya Sugimoto;Shinya Suginmoto;Shinya Sugimoto
• 通讯作者: Shinya Sugimoto

大腸菌AAA^+シャペロンC1pXによる細胞分裂関連タンパク質FtsZのリモデリング

大肠杆菌 AAA^+ 分子伴侣 C1pX 重塑细胞分裂相关蛋白 FtsZ

• 发表时间: 2009
• 作者: S.Kawai;T.Komatsuzaki;Shinnosuke Kawai;Shinnosuke Kawai;Shinnosuke Kawai;T.Komatsuzaki;Shinnosuke Kawai;Shinnosuke Kawai;河合信之輔;S.Kawai;河合信之輔;河合信之輔;小松崎民樹;S.Kawai;S.Kawai;河合信之輔;永幡裕;河合信之輔;河合信之輔;河合信之輔;Shinnosuke Kawai;Shinnosuke Kawai;Shinnosuke Kawai;Shinnosuke Kawai;Shinnosuke Kawai;河合信之輔;河合信之輔;Shinnosuke Kawai;河合信之輔;河合信之輔;Shinnosuke Kawai;Shinnosuke Kawai;河合信之輔;河合信之輔;河合信之輔;近藤和敬;近藤和敬;近藤和敬;近藤和敬;近藤和敬;近藤和敬;近藤和敬;近藤和敬;近藤和敬;檜垣立哉(共著);Shinya Sugimoto;Shinya Suginmoto;Shinya Sugimoto;Shinya Sugimoto;杉本真也
• 通讯作者: 杉本真也

Single-molecule analysis of dynamics of bacterial cytoskeletal protein FtsZ by high-speed AFM

高速 AFM 细菌细胞骨架蛋白 FtsZ 动力学的单分子分析

• 发表时间: 2009
• 作者: S.Kawai;T.Komatsuzaki;Shinnosuke Kawai;Shinnosuke Kawai;Shinnosuke Kawai;T.Komatsuzaki;Shinnosuke Kawai;Shinnosuke Kawai;河合信之輔;S.Kawai;河合信之輔;河合信之輔;小松崎民樹;S.Kawai;S.Kawai;河合信之輔;永幡裕;河合信之輔;河合信之輔;河合信之輔;Shinnosuke Kawai;Shinnosuke Kawai;Shinnosuke Kawai;Shinnosuke Kawai;Shinnosuke Kawai;河合信之輔;河合信之輔;Shinnosuke Kawai;河合信之輔;河合信之輔;Shinnosuke Kawai;Shinnosuke Kawai;河合信之輔;河合信之輔;河合信之輔;近藤和敬;近藤和敬;近藤和敬;近藤和敬;近藤和敬;近藤和敬;近藤和敬;近藤和敬;近藤和敬;檜垣立哉(共著);Shinya Sugimoto;Shinya Suginmoto;Shinya Sugimoto;Shinya Sugimoto;杉本真也;杉本真也;杉本真也
• 通讯作者: 杉本真也