酵素分泌に働くABCトランスポーターの構造・機能解析

在酶分泌中发挥作用的 ABC 转运蛋白的结构和功能分析

基本信息

批准号：
12019250
负责人：
簗瀬英司
金额：
$ 1.28万
依托单位：
Tottori University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
财政年份：
2000
资助国家：
日本
起止时间：
2000 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

微生物細胞における酵素タンパク質の分泌機構には、3種(TypeI、II、III)が報告されている。シグナルペプチドとSecタンパク質が関与するGeneral Secretory PathwayはTypeIIに、シグナルペプチド非依存型酵素分泌機構はTypeIとTypeIIに分類される。Pseudomonas属、Erwinia属、およびSerratia属などのグラム陰性細菌のアルカリプロテアーゼやリパーゼはTypeIに分類され、細胞内膜と外膜に形成された分泌装置(チャンネル)を経てペリプラズム空間に留まることなく細胞外に分泌される。一方、グラム陰性植物病原性細菌が分泌する病原性タンパク質はTyepIIIに分類されるが、その分泌機構については不明な点が多い。本研究では、複雑な膜構造をもつグラム陰性細菌であるZymomonas属細菌のシグナルペプチド非依存型酵素分泌チャンネルの構造・機能の相関を解明して、この分泌機構を利用した有用酵素大量分泌系の構築を目的としている。本年度は、1)Z.mobilisの染色体DNA由来からクローン化した酵素分泌促進遺伝子(zli S)が細胞膜リン脂質の加水分解に働くとされるphospholipase C様の活性を示し、Z.mobilis細胞表層に局在するレバンスクラーゼとインベルターゼの遊離を促進することを明らかにした。さらに、2)シグナルペプチド非依存型酵素分泌装置を構成する遺伝子クラスターをクローン化するために、zli S近傍の20kb DNA断片を取得して、その全塩基配列を決定した。その結果、レバンスクラーゼとインベルターゼの転写活性化遺伝子(zli E)および分泌酵素の認識と輸送に関与するATP結合ドメインをもつtraffic ATPaseに相同なORF(2,775bp)を見出し、機能を解析した。

微生物细胞中已报道了三种类型的酶蛋白分泌机制（I型、II型和III型）。涉及信号肽和Sec蛋白的一般分泌途径被分类为II型，而不依赖于信号肽的酶分泌机制被分类为I型和II型。假单胞菌、欧文氏菌、沙雷氏菌等革兰氏阴性菌的碱性蛋白酶和脂肪酶被归类为I型，它们通过细胞内外膜上形成的分泌器（通道）排出细胞，而不残留在细胞内。周质空间被分泌。另一方面，革兰氏阴性植物病原菌分泌的病原蛋白被归类为III型，但其分泌机制仍有许多未知之处。在这项研究中，我们阐明了发酵单胞菌（一种具有复杂膜结构的革兰氏阴性细菌）的信号肽独立酶分泌通道的结构-功能关系，并利用这种分泌机制开发了一种有用的酶大规模分泌系统。用于施工。今年，我们将介绍 1) 从运动发酵单胞菌染色体 DNA 中克隆的酶分泌促进基因 (zli S)，该基因具有磷脂酶 C 样活性，据说可以作用于细胞膜磷脂的水解；研究表明，它可以促进局部果聚糖蔗糖酶和蔗糖酶的释放。此外，2)为了克隆构成不依赖于信号肽的酶分泌装置的基因簇，我们在zli S附近获得了20kb的DNA片段并确定了其整个碱基序列。结果，我们发现了与果聚糖蔗糖酶和转化酶转录激活基因（zli E）同源的ORF（2,775 bp）和具有ATP结合域的交通ATP酶，参与分泌酶的识别和转运，并分析了其功能。