糖脂質による新生タンパク質鎖保護と膜輸送の機構解明

糖脂保护新生蛋白链和膜运输的机制

• 批准号: 22H02213
• 负责人: 島本 啓子
• 金额: $ 11.32万
• 依托单位: Suntory Foundation for Life Sciences
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22H02213/
• 关键词: 糖脂質; 生体膜; 膜挿入; 膜透過; 膜脂質; 新生タンパク質鎖; リボソーム

MPIase は、大腸菌の内膜における膜タンパク質の統合に関与する糖脂質である。我々は、天然MPIaseの微量性と不均一性を克服するために、系統的なMPIaseのアナログ合成を進めてきた。これまでにドッキングシミュレーションや飽和移動差(STD)-NMR等から糖脂質MPIaseとタンパク質の相互作用点を予測している。これを実験的に証明し、より詳細にMPIaseに特徴的な官能基や糖鎖長の寄与を明らかにするために、特徴的な官能基を改変した3糖類縁体、および糖鎖伸長した6糖、9糖類縁体の化学合成を行った。3糖単位で糖鎖伸長する戦略を立案し、アクセプターにもドナーにも誘導可能な3糖ユニットを設計・合成した。新戦略により化学的に構築が難しいグルコサミンのα結合でユニット間を繋ぐことに成功し、9糖ピロリン脂質(mini-MPIase-9) や6糖モノリン脂質(mini-ECA-6)をはじめとする種々の類縁体の合成に成功した。これらの膜挿入試験の結果から、グルコサミン6位のAc基、マンノサミンのカルボキシ基、ピロリン酸の重要性が明らかになった。特に、6糖以上の糖鎖で膜シャペロンYidCとの協働作用が見られたことから、糖鎖部とYidCとが膜上で相互作用していることが示唆され、今後の機能化MPIaseとの相互作用解析の道筋をつけることができた。大腸菌のトランスロコン非依存型膜タンパク質膜挿入として、MPIaseが基質タンパク質を捕捉し、凝集を抑制しつつ立体配座を整えて膜挿入を行い、YidCへ引き渡す事で、自身の膜タンパク質膜挿入活性を再生するという機構を実証した。

MPIase 是一种糖脂，参与大肠杆菌内膜中膜蛋白的整合。我们一直在系统地合成 MPIase 类似物，以克服天然 MPIase 的低丰度和异质性。到目前为止，我们已经通过对接模拟、饱和转移差（STD）-NMR等预测了糖脂MPIase与蛋白质之间的相互作用点。为了通过实验证明这一点并更详细地阐明特征官能团和糖链长度对 MPIase 的贡献，我们开发了具有修饰特征官能团的三糖类似物，并 6 我们进行了糖和九糖类似物的化学合成。我们设计了一种使用三糖单元延伸糖链的策略，并设计和合成了可以诱导为受体和供体的三糖单元。我们采用新策略，成功地将难以化学构建的葡萄糖胺的α键连接起来，并生产了9-糖焦磷脂（mini-MPIase-9）和6-糖单磷脂（mini-ECA-6）等产品我们成功合成了各种类似物。这些膜插入测试的结果揭示了葡萄糖胺6位上的Ac基团、甘露糖胺的羧基和焦磷酸的重要性。特别是，观察到六糖或更高聚糖与膜伴侣 YidC 的协同效应，表明聚糖部分和 YidC 在膜上相互作用，这为相互作用分析铺平了道路。作为大肠杆菌的非易位子依赖性膜蛋白膜插入，MPIase捕获底物蛋白，在抑制聚集的同时调整构象，进行膜插入，并将其交给YidC，后者激活其自身的膜蛋白膜插入活性。再生机制。

项目成果

Bacterial Glycolipid Essential for Membrane Protein Integration

膜蛋白整合所必需的细菌糖脂

• 发表时间: 2022
• 作者: Keiko Shimamoto

Sec非依存性膜蛋白質膜挿入における大腸菌由来糖脂質MPIaseの役割解明

阐明大肠杆菌衍生的糖脂 MPIase 在不依赖于 Sec 的膜蛋白膜插入中的作用

• 发表时间: 2022
• 作者: 野村†;森;藤川;大澤;津田;熊谷;増田;西尾;吉矢;西山;島本
• 通讯作者: 島本

大腸菌膜タンパク質膜挿入に必須な糖脂質MPIaseの構造活性相関研究

大肠杆菌膜蛋白膜插入必需的糖脂 MPIase 的构效关系研究

• 发表时间: 2022
• 作者: 藤川†;韓;大澤;森;野村;西山;島本
• 通讯作者: 島本

A bacterial glycolipid essential for membrane protein integration

膜蛋白整合所必需的细菌糖脂

• DOI: 10.1016/bs.accb.2022.09.005
• 发表时间: 2022
• 期刊: Advances in Carbohydrate Chemistry and Biochemistry
• 作者: Fujikawa Kohki;Mori Shoko;Nishiyama Ken-ichi;Shimamoto Keiko
• 通讯作者: Shimamoto Keiko

糖脂質なのにMPIase? 糖脂質の不思議な機能

MPIase虽然是糖脂，但糖脂的神秘功能？

• 发表时间: 2022
• 作者: Sohtome Yoshihiro;Komagawa Shinsuke;Nakamura Ayako;Hashizume Daisuke;Lectard Sylvain;Akakabe Mai;Hamashima Yoshitaka;Uchiyama Masanobu;Sodeoka Mikiko;島本啓子
• 通讯作者: 島本啓子