異種タンパク質の大腸菌ペリプラズムへの分泌生産にともなうストレス応答の解析

与外源蛋白分泌到大肠杆菌周质相关的应激反应分析

基本信息

批准号：
09760074
负责人：
門倉広
金额：
$ 1.34万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
1997
资助国家：
日本
起止时间：
1997 至 1998
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-09760074/
关键词：
大腸菌ペリプラズムタンパク質分泌ストレス応答

项目摘要

1・σE系活性化およびdegPの発現誘導現象がもつ生理的意義の解析前年度は、ペリプラズムに異種蛋白質を作らせた場合にσE系が活性化され、ベリプラズムプ口テアーゼ遺伝子degP、および熱ショックシグマ遺伝子rpoEとrpoHの転写量が上昇することを明らかにした。本年度はこれらの誘導現象の生理的意義を解析した。σEを欠損する大腸菌では異種蛋白質のぺリプラズム生産により生育が著しく阻害を受けた。よって、ストレス下の大腸菌の生存維持にσE系の存在が必要であることがわかった。更にペリプラズムに輸送した異種蛋白質は、野生株では合成後がすみやかに分解を受けたのに対し、degP欠損株ではペリプラズム中で顕著に安定化した。よってDegPにはストレス下σE系により発現が誘導され、ペリブラズム中の異種蛋白質を分解除去する働きがあることが示唆された。2・異種タンパク質を生産させる場所を変化させた場合のストレス応答の解析膜透過のためのシグナル配列に、蛋白質をリポプロテイン化しこれを内膜と外膜とに輸送しわける変異を導入した。この変異型遺伝子の発現を誘導し、異種蛋白質が到達する場所を変えたときのストレス応答を解析した。その結果、いずれの場合も、σE系が活性化することが明らかになった。外膜プロテアーゼ遺伝子ompTの場合でのみ蛋白質の局在部位の違いによりその遺伝子発現に変化が認められた。現在この制御がもつ生体内での意義について解析を進めている。1・でみたようにストレスにより誘導されてくるもののなかから、実際にストレス要因の分解に働く因子がみつかった。このことから、誘導されてくる因子を更に探索することにより、ストレス要因の除去もしくはストレスを緩和するために働く因子をみつけることが可能なのではないかと考えられる。今後このような知見がよりよいタンパク質の分泌生産系の開発に役立つものと期待している。

1. σE系统激活和degP表达诱导现象的生理意义分析前一年，当周质中产生外来蛋白时，σE系统被激活，丝质口化酶基因degP和热休克sigma被激活。结果表明，rpoE 和 rpoH 基因的转录水平增加。今年，我们分析了这些诱导现象的生理意义。由于外源蛋白的周质产生，缺乏 σE 的大肠杆菌的生长受到严重抑制。因此，发现σE系统的存在对于维持大肠杆菌在压力下的生存是必要的。此外，在野生型菌株中，转运至周质的异源蛋白在合成后迅速降解，而在degP缺陷菌株中，其在周质中显着稳定。因此，推测DegP的表达是由应激状态下的σE系统诱导的，具有降解和去除周质中的外来蛋白的功能。 2. 改变外源蛋白质产生位置时的应激反应分析我们在膜渗透信号序列中引入了突变，将蛋白质转化为脂蛋白并将其转运至内膜和外膜。我们诱导了该突变基因的表达，并分析了改变外源蛋白目的地时的应激反应。结果表明，两种情况下σE系统都被激活。仅在外膜蛋白酶基因 ompT 的情况下，由于蛋白质定位的差异而观察到基因表达的变化。我们目前正在分析这种调节在体内的意义。正如1.所示，在压力诱发的因素中，我们发现了一个真正能够分解压力因素的因素。这表明，通过进一步探索诱发因素，或许有可能找到有助于消除或缓解应激因素的因素。我们希望这些知识将有助于将来开发更好的蛋白质分泌生产系统。