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構造生物学:プロテアソーム調節因子複合体の完全なサブユニット構造

Nature 482, 7384 doi: 10.1038/nature10774

プロテアソームは真核細胞の主要なATP依存性プロテアーゼだが、構造情報が限られているために作用機構の解明が進んでいない。プロテアソーム調節粒子は、蓋と基部に当たる部分複合体からなり、ポリユビキチン化された基質を認識し処理する。今回我々は、電子顕微鏡法と蓋部分についての異種発現系を用いて、酵母の調節粒子の完全なサブユニット構造の詳細な解明を行った。この研究から、ユビキチン受容体、脱ユビキチン化酵素およびタンパク質の構造をほどく(アンフォールディング)装置の空間配置がサブナノメートルの分解能で明らかになり、基質が分解される経路の概要が示された。意外にも、基部のアンフォルダーゼ中のATPアーゼサブユニットはらせん階段状に配置され、中央の小孔を通る基質輸送機構についての手がかりが得られた。ホロ酵素形成時に蓋部で起こる大規模なコンホメーション再編成は、脱ユビキチン化がアロステリックに調節されていることを示唆している。この結果は、多様な基質を分解し、それによって重要な細胞過程を調節しているプロテアソームの機能の構造的な基盤を提供している。

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