初期分泌経路における亜鉛恒常性維持とタンパク質恒常性維持の相関と分子構造基盤

早期分泌途径中锌稳态和蛋白质稳态的相关性和分子基础

基本信息

批准号：
21H04758
负责人：
稲葉謙次
金额：
$ 27.12万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-05 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

2022年度は、ゴルジ体に存在する亜鉛輸送体ZnT4/5/6/7を介した亜鉛恒常性維持機構と、亜鉛依存性分子シャペロンERp44を介したタンパク質恒常性維持機構に関する詰めの研究を行い、論文がNature Communications誌に受理されるに至った。一方これまで、小胞体からサイトゾルに亜鉛を排出する膜輸送体ZIP7の生理機能については十分に理解されていなかったため、ZIP7ノックダウンおよび阻害剤処理の実験を系統的に行った。その結果、ZIP7阻害処理に伴う小胞体内の亜鉛濃度の上昇を観測し、さらにそのことに起因して、ERp44の細胞内局在、トラフィック、およびクライアント滞留活性の変化を観測した。最終的に、小胞体の亜鉛恒常性維持とレドックス恒常性維持が密接に関わっていることを突き止め、現在論文作成に取りかかるところである。ゴルジ体に存在する亜鉛輸送体ZnT7のクライオ電顕による構造解析も大きく進展し、亜鉛結合状態および非結合状態の両方について、原子分解能に近いレベルで構造を決定することに成功した。興味深いことに、この構造解析により、ZnT7に特徴的な長いヒスチジンループがサイトゾル側で亜鉛イオンをリクルートする様子を捉えることに成功し、ZnT7による亜鉛輸送機構に関する重要な情報が得られ、現在リバイス原稿投稿準備中である。また小胞体の亜鉛輸送体ZIP7についても、大量発現精製系を構築し、それに特異的に結合するナノボディの作製にも成功した。クライオ電顕によるZIP7の構造解析の下地はおよそ出来たと考えている。

在2022年，我们通过锌转运蛋白Znt4/5/6/7进行了详细研究，该研究存在于高尔基体中，并通过蛋白质稳态维持机制通过锌依赖性的分子伴侣ERP44，并接受了《大自然传播》杂志的纸张。另一方面，尚不完全了解Zip7的生理功能，该Zip7是一种将锌从内质网中排出到细胞质中的膜转运蛋白，并且系统地进行了ZIP7敲低和抑制剂处理的实验。结果，在ZIP7抑制作用治疗后观察到内质网中锌浓度的升高，因此，观察到了ERP44的亚细胞定位，交通和客户保留活性的变化。最后，我们发现保持锌体内平衡和氧化还原稳态密切相关，我们目前正在撰写论文。 Znt7的结构分析是，通过冷冻电子显微镜存在于高尔基体中的锌转运蛋白，也已显着发展，并且在接近锌结合和非键入状态的原子分辨率的水平上成功确定了结构。有趣的是，这种结构分析成功地捕获了Znt7在细胞质侧募集锌离子的长组氨酸环特征，从而通过ZNT7提供了有关锌传输机制的重要信息，目前正准备提交替换手稿。此外，为内质网的锌转运蛋白Zip7构建了一个大规模的表达纯化系统，并成功构建了专门结合的纳米体。我们认为，已经实现了使用冷冻电子显微镜进行ZIP7结构分析的基础。