研究課題別中間評価結果

1.研究課題名
タンパク質の膜を越えたダイナミズムを支える細胞機能の解明
2.研究代表者名
伊藤 維昭 (京都大学ウイルス研究所 教授)
3.研究概要
 タンパク質が細胞の特定の場所に配置され細胞を形づくる際の、膜を越えた分泌輸送、膜組み込み、局在化、構造形成、分解過程などを司る細胞機能の実体解明を目指して研究している。大腸菌を用い、タンパク質膜透過チャネル因子SecYEG、輸送ATPase SecA、膜タンパク質の分解制御にかかわるFtsH複合体等のダイナミックな働きを解明し、また、分泌タンパク質のジスルフィド結合形成装置、リポタンパク質の外膜への局在化装置、などの構造と機能を明らかにした。
4.中間評価結果
4−1.研究の進捗状況と今後の見込み
1)細胞機能グループ
 膜透過装置の解析、膜タンパク質分解系の解析、ジスルフィド結合形成装置の解析について順調に研究が進んでいる。
2)分子機能グループ
 膜透過駆動の分子機構、リポタンパク質選別局在化装置の解析を主なテーマとして研究を進めている。
 当初の研究計画通りに進行している。研究者が多いが、互いに相補的に働き、有機的連繋を保って進行しているのは心強い。
4−2.研究成果の現状と今後の見込み
1)細胞機能グループ
SecAの膜への挿入と離脱反応はSecY機能に依存しており、タンパク質膜透過を駆動していることを示した。SecAの機能発現に、細胞質領域との相互作用が重要であることを明らかにした。また、SecA変異の解析により、機能が昂進したsuper active型変異が、SecAの低親和性ATP結合部位近くに起こることを見出した。この領域がSecAの基底ATPase活性を抑制していることを見出した。secAの上流に存在しオペロンを形成しているgeneXの機能を解明し、secMと命名した。
FtsHが制御因子HflKCと複合体を形成することを明らかにした。FtsHの役割についての知見を得た。
大腸菌のペリプラズムにおけるタンパク質のジスルフィド形成はDsbAによって触媒され、DsbAは膜タンパク質DsbBによって再酸化されるが、この系が働くためには、細胞の呼吸鎖機能が必要であること、DsbBのN末端側ペリプラズム領域にあるCXXCモチーフは呼吸鎖成分を介して酸化されていることを発見し、タンパク質のフォールディング反応が細胞の基本的エネルギー代謝に連結していることを示した。
2)分子機能グループ
SecAとSecGは機能的に密接な関連があり、両因子の構造変化は共役していることが示唆された。膜透過反応におけるSecAサイクルの重要性の確立に貢献した。
リポ蛋白質の選別シグナル認識、外膜への輸送、外膜組み込みなどの一連の反応に関与する全ての因子を同定し、リポ蛋白質外膜局在化の全体像を解明した。
 現在までに国際的に評価の高いEMBO J.等を含めて多くの発表があり、国際的にも認められている。
4−3.総合的評価
 大腸菌などを使ったやゝ地味な系であるが、その特性を生かし、生命現象の本質的な部分の一つである膜輸送の現象を文字通り分子のレベルで解析し、国際的にも評価の高い研究である。

戻る