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１分子力学測定によるＳｅｃＭ翻訳アレスト解除機構の解明

通过单分子动力学测量阐明 SecM 翻译停滞机制

基本信息

批准号：
15J12505
负责人：
楊倬皓
金额：
$ 1.09万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2015
资助国家：
日本
起止时间：
2015-04-24 至 2017-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

大腸菌の分泌タンパク質SecMは，アレスト配列を有し，翻訳途上でリボソームと相互作用して，翻訳アレストと呼ばれる一時的な翻訳停止を引き起こす．これによって下流遺伝子secAの発現量が調節され，大腸菌の膜透過活性が調節されている．翻訳アレストはリボソーム外からの物理的な負荷によって解除されると考えられているが，肝となる外部負荷の大きさと翻訳アレストの安定性についてはほとんど分かっていない．本研究では，光ピンセットを用いた1分子力学測定系を構築し，人工的に負荷を加えて翻訳アレストの解除を試みる．これにより，物理的な負荷が翻訳アレスト状態をどのように制御するかを定量的に調べることを目的とした．以下に本研究の成果を示す．1) 1分子力学測定系を構築し，翻訳アレスト複合体への負荷の印加およびmRNA上におけるリボソーム位置の検出に成功したSecM翻訳アレスト複合体（新生ポリペプチド鎖－リボソーム－mRNA）を調整し，新生ポリペプチド鎖とmRNAをそれぞれビーズに結合させ，光ピンセットを用いて両端に負荷を印加しながらビーズの中心間距離を測定することで，mRNA上におけるリボソームの位置をリアルタイムで検出することが可能となった．これにより，負荷を加えながらリボソームの動きを追跡できるようになった．2) 人工的に負荷を加えることで翻訳アレストの解除に成功した構築した1分子力学測定系により，1~2 pN程度の負荷を継続的に印加することで翻訳アレストを解除することができた．また，翻訳再開後のリボソームの動きをリアルタイムで測定することに成功した．これにより，翻訳アレストの定量的評価が可能となり，新生鎖による翻訳制御の研究への応用が期待できる．

E. coli secretes a substance that is not present in the body, and the substance is not present in the body. The production of E. coli secA and the membrane permeability of E. coli are regulated. The external load of the vehicle is large and the stability of the vehicle is stable. In this study, we established a molecular mechanics measurement system for optical and mechanical applications, and tried to remove the artificial load. The physical load of the vehicle is controlled by the vehicle. The results of this study are shown below: 1) Molecular mechanics measurement system was constructed to detect the load and mRNA position of the complex. The distance between the centers of light and the center of light can be measured by adjusting the position of the light source on the mRNA. 2) The artificial load is added to the system, and the load is removed. After the switch is turned on, the switch is turned off and the switch is turned off. The quantitative evaluation of the new lock is possible and the new lock is expected.