ER exit site構築のためのSec16-Sed4間の機能制御

Sec16 和 Sed4 之间用于 ER 出口站点构建的功能控制

基本信息

批准号：
21K06164
负责人：
依光朋宏
金额：
$ 2.66万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K06164/
关键词：
小胞体 COPII 膜曲率 ER exit site 小胞輸送

项目摘要

Sec12とSed4は小胞体膜タンパク質であり細胞質ドメインのアミノ酸配列に高い相同性を共有する。Sec12はCOPII小胞形成因子Sec16との相互作用せず、COPII小胞形成ドメインであるER Exit Site (ERES)に集積しない。一方、蛍光顕微鏡を用いたライブセルイメージングにより、Sec4はERESに集積し、その細胞質ドメインを介したSec16との相互作用がERESへの集積に必要であることを昨年度までに見出した。本年度はSed4はERES集積メカニズムをさらに調べるための実験を行なった。細胞質ドメインがSec12由来、それ以外のドメインがSed4由来であるキメラ変異体Sed4-12NはSec12と同様にERESには集積しない。Sed4-12NとSec16の相互作用の検証を行うと、予想された通り両タンパク質は相互作用を示さなかった。Sed4-12Nは小胞体のチューブやシートの縁といった膜曲率の高い領域に特異的に局在する。このような領域への局在をSec12は示さない。これらの結果からSed4はSec16との相互作用が失われた状況で小胞体膜の高曲率領域に局在する可能性を考えた。そこで昨年度作成したSed4相互作用部位を欠損するSec16変異体を発現する細胞を用いこの可能性の検証を行なった。予想通りこのSec16変異体発現細胞では野生型Sed4はSed4-12Nと同様の局在パターンを示した。Sed4-12Nはその特異的局在にSed4由来の小胞体内腔ドメインの働きが必要であるためその機能解析を行なった。Sed4は内腔ドメインを介して自己相互作用することを発見した。以上の結果から小胞体膜の特にチューブやシートの縁といった領域に局在するSed4がSec16と相互作用することでERESに集積されるというモデルを描くことができた。

SEC12和SED4是内质网膜蛋白，并与细胞质结构域的氨基酸序列共享高同源性。 SEC12不与Copii囊泡形成因子SEC16相互作用，也不会在Copii囊泡形成域，ER出口位点（ERES）中积聚。另一方面，通过使用荧光显微镜进行活细胞成像，发现Sec4积累在ERES中，并且通过其细胞质结构域与Sec16的相互作用对于其积累到ERES中是必要的。今年，SED4进行了一项实验，以进一步研究ERES积累的机理。嵌合突变体SED4-12N，其细胞质结构域源自SEC12，其其他域衍生自SED4，并不像SEC12一样积聚在ERES中。在验证SED4-12N和SEC16之间的相互作用时，两种蛋白质都没有预期的相互作用。 SED4-12N专门定位在具有较高膜曲率的区域，例如内质网管和薄板边缘。 SEC12不显示此类地区的本地化。这些结果表明，在与SEC16相互作用的情况下，SED4可能位于内质网膜的高曲率区域。因此，我们使用表达缺乏去年SED4相互作用的SEC16突变体的细胞来验证了这种可能性。如预期的那样，在这些表达SEC16突变体的细胞中，野生型SED4显示出与SED4-12N相似的定位模式。由于SED4-12N需要SED4-12N管腔域的功能，该源源是SED4的特定定位，因此进行了功能分析。我们发现SED4通过管腔结构域进行了自身互动。从以上结果来看，我们能够绘制一个模型，在该模型中，SED4位于内质网膜区域，尤其是在管和板的边缘，与Sec16相互作用并在ERES中积聚。