[ODP4C] c. Protein Structure and Function

[ODP-062/WS6-4] Functional hierarchy of JDP in biofilm formation and thermal adaptation of E. coli

○Shinya Sugimoto¹, Kunitoshi Yamanaka², Tatsuya Niwa³, Yurika Terasawa¹, Yoshimitsu Mizunoe¹, Teru Ogura², Yuki Kinjo¹ (¹Dept. Bacteriol., Jikei Univ. Schol. Med., ²IMEG, Kumamoto Univ., ³Cell Biol. Cent., Tokyo Inst. Technol.)

Hsp70は，J-domain protein（JDP）と共同的に基質タンパク質のフォールディングを介添えする分子シャペロンである。大腸菌にはDnaKを含む3種類のHsp70ホモログと6つのJDPが同定されている。主に細胞質に局在するDnaJとCbpA，および内膜に局在するDjlAという3つのJDPはDnaKと協調的に機能するが，それらの使い分けはよく分かっていない。本研究では，バイオフィルム形成に重要な役割を果たす菌体外アミロイド線維Curliの産生と高温感受性を指標にして，これら3つのJDPの重要性を探った。
大腸菌BW25113株を親株として種々のJDP遺伝子欠損株を作製し，Curliの産生を調べた。その結果，JDP単独遺伝子欠損株は親株と同様にCurliを産生したが，cbpA dnaJ二重欠損株はCurliを産生しなかった。また，cbpA dnaJ二重欠損株のCurliの産生はプラスミドからDnaJまたはCbpAを発現することで回復したが，DjlAや膜貫通ドメインを欠損したDjlA^ΔTMの発現では回復しなかった。次に，高温感受性を調べた結果，cbpAおよびdjlAの単独遺伝子欠損株は親株と同様に生育したが，dnaJ欠損株では43℃での生育が著しく低下した。さらに，cbpA dnaJ二重欠損株では，dnaJ欠損株よりも43℃での生育が低下した。cbpA dnaJ二重欠損株の43℃での生育は，プラスミドから少量のDnaJを発現することで回復したが，CbpAおよびDjlA^ΔTMを親株と同レベル発現させた場合には回復しなかった。一方，過剰量のCbpAをプラスミドから発現させたところ，cbpA dnaJ二重欠損株の43℃での生育が回復したが，DjlA^ΔTMの過剰発現では部分的に生育が回復した。以上の結果をもとに，3つのJDPの機能的ヒエラルキーについて議論したい。