@phdthesis{oai:tsukuba.repo.nii.ac.jp:00008305,
 author = {高松, 宏治 and Takamatsu, Hiromu},
 month = {},
 note = {新たに生合成されたタンパク質は，細胞内外の所定の位置に局在化することによって初めてその機能を充分に発揮する。局在性を示すタンパク質のほとんどは局在化のための特殊なアミノ酸配列を持つことが示されており，タンパク質局在化装置によって認識され輸送されると考えられている。そのためタンパク質局在化装置は細胞機能を維持するために不可欠な存在と考えられる。グラム陰性細胞である大腸菌のタンパク質分泌機構はタンパク質膜透過のモデルとしてよく研究されている。一方，枯草菌はグラム陽性細胞であり，その胞子形成過程は細胞分化のモデルとして研究されている。また，枯草菌は高いタンパク質分泌能を持つことからタンパク質の工業生産にも用いられている。しかし，枯草菌のタンパク質分泌機構は大腸菌を除く他の原核生物と同様ほとんど明らかにされていなかった。　枯草菌secA 341 (div-341)は，高温で細胞の生育・分裂・胞子形成・DNA取込み・タンパク質分泌などに異常をきたす変異である。この変異がタンパク質分泌に影響することに着目し，secA 341を相補する野性型遺伝子，枯草菌secAをクローン化し，その塩墓配列を決定した。枯草菌secA遺伝子は大腸菌タンパク質分泌関違因子SecAタンパク質と一次構造上50％の相同性を持ち，841アミノ酸残基からなるタンパク質（枯草菌SecAタンパク質）をコードしていた。特に枯草菌SecAタンパク質のN末端側約200アミノ酸残基からなる領域は相同性が高く，大腸菌SecAタンパクのATP結合モチーフとみられる配列も保存されていた。枯草菌SecAタンパク質の特性について解析し，以下の4つの重要な点で大腸菌SecAタンパク質と類似することを明らかにした。(i) タンパク質分泌と細胞成長に必須である。(ii) 可溶性二量体として存在する。(iii) ATPase活性が菌体外タンパク質前駆体と細胞膜存在下で増加する。(iv) N末端側約200アミノ酸残基からなるペプチドが変異大腸菌SecAタンパク質，SecA51(ts)を相補する。この相補は枯草菌SecAタンパク質のN末端側約200アミノ酸残基からなるペプチドが，大腸菌SecA51(ts)タンパク質およびATP依存性プロテアーゼと細胞内で複合体を形成し機能するためであることを証明した。これらの結果から枯草菌SecAタンパク質も大腸菌SecAタンパク質同様，SecE・SecYタンパク質とタンパク質膜透過装置を構成し，ATPの分解によって生じたエネルギーをタンパク質膜透過のエネルギーに変換するサブユニットである可能性が示された。系統的にかけ離れた枯草菌と大腸菌のSecAタンパク質の類似性を明らかにすることで，他のグラム陰性・陽性細菌，ラン藻，藻類のプラスチドなどから単離されているSecA類似タンパク質の基本的機能の類似性とSecA依存的なタンパク質分泌装置の共通性が示唆された。一方で，枯草菌と大腸菌のSecAタンパク質は異なる特性を持っており，野性型枯草菌SecAタンパク質と大腸菌SecAタンパク質が完全な相補性を示さないという事実も明らかにした。これにより進化の過程でSecタンパク質からなるタンパク質分泌装置に種特異性が生じていることが示唆された。また，枯草菌secA 341変異を解析することで，この変異が枯草菌SecAタンパク質の431番目のプロリンをロイシンに置換することを明らかにした。更に，secA 341変異株の異常が，変異SecAタンパク質の構造変化に伴う速やかな分解に起因することを証明した。これにより，SecAタンパク質が枯草菌のタンパク質分泌装置において中心的な役割を持つことを示すと同時に，細胞分化や形態形成に必須なタンバク質の分泌に影響を与え，タンパク質分泌装置が他の細胞機能と密接な関連を持つことを示唆した。 Bacillus subtilis secA341 (div-341) mutation causes defects in cell growth, protein secretion, sporulation, cell division, competent cell formation, etc. at the nonpermissive temperatures. The wild-type B. subtilis secA was cloned into the B. subtilis template phage ..., 1994},
 school = {筑波大学, University of Tsukuba},
 title = {Molecular and biochemical characterization of Bacillus subtilis SecA protein, a major component of protein secretion apparatus},
 year = {1995}
}