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標題: ATP-Binding 蛋白在第二型蛋白分泌過程中的功能分析
Functional Analysis of the ATP-Binding Protein in Type II Protein Secretion
作者: 胡念台
Contributors: 行政院國家科學委員會;中興大學生物化學研究所
關鍵字: 生物科學類
基礎研究;ATP 結合;ATP 水解;分子開關;蛋白與蛋白間相互作用;結構區間相互作用;第二型蛋白分泌機器;致病性格蘭氏陰性菌
日期: 2006
Issue Date: 2012-09-04 10:11:04 (UTC+8)
摘要: 許多格蘭氏陰性菌利用第二型蛋白分泌機器將各種與致病相關的蛋白質分泌至胞外,此分泌機器由12-15 個蛋白質組成,橫跨由內、外兩層胞膜組成的細胞外套。位於外胞膜中的分泌孔道由12-14 個secretin 蛋白構成。一種類似纖毛的構造坐落於內、外胞膜之間,由五種類纖毛蛋白經過特定酵素修飾後組裝而成,其中之一GspG為主要蛋白。位於內胞膜的四個蛋白質至少有三個 (GspL, M, C) 已知會組成一個複合體,yeast two-hybrid 研究結果顯示其中之一GspL 會與另一個內胞膜蛋白GspF 相互作用。免疫共沉澱實驗顯示GspC 與secretin 間有相互作用。本實驗室最近並發現主要類纖毛蛋白GspG 分別會與GspC 及secretin 相互作用。所有組成蛋白中唯有GspE 被預測為非膜蛋白,然而,實驗結果明顯說明GspE 可透過其與內胞膜蛋白GspL 的相互作用而附著於內胞膜內側;另有實驗顯示GspL 與GspE 相互作用可能導致前者位於內胞膜外側的區域發生構形變化,因此推測GspE 與GspL 間的相互作用可能引發一連串相關蛋白的構形變化,進而促使分泌孔道開啟。GspE 另一特色是它具有分泌所必須的ATP-binding 結構區,然而文獻中一直欠缺有關試管中ATPase 活性的肯定報告。本實驗室初步結果顯示十字花科黑腐病菌的XpsE 蛋白自身的ATP 水解活性十分低,此活性會因加入XpsL (GspL) 的N-端區域而些微提高,其C-端區域則無此效應。此外,我們還發現AMPPNP 有促進XpsE 形成多倍體、以及促進XpsE 與XpsL 的N-端區域結合的作用,相較之下,ADP 則無此效果。我們因而推測XpsE 水解ATP 的活性可能被當作一種「分子開關」,以確保蛋白以單一方向通過分泌孔道往外輸送,而XpsL 可能扮演活化ATPase 活性因子的角色,XpsL 位於胞膜外側的區域可能在XpsE-ATP 與XpsL 間複雜的相互作用時產生構形變化。為進一步瞭解XpsE 蛋白在第二型蛋白分泌過程中的詳細機制,本研究打算進行一系列的生化與遺傳分析,專注在i) 探討ATP-binding 在XpsE 蛋白形成多倍體、或與XpsL 相互作用中的重要性;ii) XpsE 水解ATP 所需條件、活化因子、以及其水解活性對於XpsE 多倍體的形成、或與XpsL 相互作用的影響。其次,本實驗室在與本所詹迺立老師合作下,於最近解出XpsE N-區域的三級結構,發現一相互作用面,其中有一高度保留的氨基酸,本研究打算藉由突變株的構築,探討XpsE 此N-端相互作用在其分泌功能中的重要性,並探討此相互作用面的突變對C-端區域的功能 (包括ATP-binding, ATPase 以及XpsE 形成多倍體) 的影響。表
Appears in Collections:[依資料類型分類] 研究計畫報告
[依教師分類] 胡念台

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