Study on molecular mechanisms of the interplay between endoplasmic reticulum dynamics and metabolic reprogramming

内质网动力学与代谢重编程相互作用的分子机制研究

基本信息

批准号：
21K06067
负责人：
山本泰憲
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Kobe University
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

项目摘要

小胞体は網目状の膜形態をした細胞小器官であり、恒常性維持の中心的役割を担う。細胞はストレスにさらされると代謝をリプログラムして恒常性の維持を図る一方、小胞体の形態変化を誘導する。私どもは小胞体膜タンパク質TMCC3が小胞体の形態変化を誘導することを独自に見いだしている。本研究ではTMCC3をツールとして小胞体の形態変化を誘導する分子機構を明らかにし、小胞体の形態変化を起点とする未知の代謝リプログラミング経路の実体と形態変化の生理的意義の全容解明を目的とする。前年度までに、TMCC3の15番目のセリン残基がリン酸化されること、リン酸化されたTMCC3はシグナル伝達分子14-3-3γ(p30)と結合すること、14-3-3γの結合はTMCC3の小胞体three-way junctionへの局在を抑制することを明らかにしている。本年度はTMCC3の性状解析を推進し、以下の知見を得た。U2OS細胞の内在性TMCC3をsiRNAノックダウンすると小胞体のシート構造が増大した。小胞体シートの増大はTMCC3のトランスフェクションにより回復したが、リン酸化されないTMCC3変異体では部分的にしか回復できなかった。したがって、リン酸化依存的な14-3-3γ結合によるTMCC3の局在抑制が小胞体の形態形成に必須の役割をしていることが明らかとなった。U2OS細胞に小胞体ストレスを誘導すると、TMCC3のタンパク質発現量が低下した。小胞体ストレスによる小胞体シートの増大はTMCC3と膜融合タンパク質atlastinの過剰発現により回復した。したがって、TMCC3によるatlastinの活性制御が小胞体ストレス応答に関与することが明らかとなった。TMCC3とは異なるatlastinの制御機構として、ユビキチンリガーゼlunaparkを介したユビキチン－プロテアソーム経路による分解を見出した。

内质网是一种网状膜状细胞器，在维持体内平衡中发挥着核心作用。当细胞受到压力时，它们会重新编程新陈代谢以维持体内平衡，同时诱导内质网的形态变化。我们独特地发现内质网膜蛋白 TMCC3 诱导内质网形态变化。本研究以TMCC3为工具，阐明诱导内质网形态变化的分子机制，旨在全面阐明源于内质网形态变化的未知代谢重编程途径的实质及其生理意义。的形态变化。到了前年，有报道称TMCC3的第15位丝氨酸残基被磷酸化，磷酸化的TMCC3与信号转导分子14-3-3γ（p30）结合，14-3-3γ的结合已被证实。显示 TMCC3 抑制内质网三路连接的定位。今年，我们推进了TMCC3的性质分析，得到了以下知识。 U2OS 细胞中内源 TMCC3 的 siRNA 敲低增加了内质网的片层结构。转染TMCC3可恢复内质网片层的增加，但非磷酸化TMCC3突变体只能部分恢复。因此，很明显，通过磷酸化依赖性 14-3-3γ 结合抑制 TMCC3 定位在内质网形态发生中起着重要作用。当 U2OS 细胞中诱导内质网应激时，TMCC3 的蛋白表达水平下降。 TMCC3 和膜融合蛋白 atlastin 的过度表达可逆转由内质网应激引起的内质网片的增加。因此，很明显TMCC3对atlastin活性的调节参与了内质网应激反应。我们发现atlastin是通过泛素连接酶lunapark介导的泛素-蛋白酶体途径降解的，作为atlastin的调节机制与TMCC3不同。

项目成果

期刊论文数量（8）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

The 14-3-3γ isoform binds to and regulates the localization of endoplasmic reticulum (ER) membrane protein TMCC3 for the reticular network of the ER

14-3-3γ 同种型结合并调节内质网 (ER) 膜蛋白 TMCC3 的定位，用于 ER 的网状网络

DOI：
10.1016/j.jbc.2022.102813
发表时间：
2022-12-01
期刊：
The Journal of Biological Chemistry
影响因子：
0
作者：
Saihas Suhda;Yasunori Yamamoto;Sindhu Wisesa;Risa Sada;T. Sakisaka
通讯作者：
T. Sakisaka

神戸大学医学研究科膜動態学ホームページ

神户大学医学研究科膜动力学主页

DOI：
发表时间：
期刊：
影响因子：
0
作者：
通讯作者：

Lunapark ubiquitinates atlastin-2 for the tubular network formation of the endoplasmic reticulum

Lunapark 泛素化 atlastin-2，促进内质网管状网络的形成

DOI：
10.1093/jb/mvac060
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Anggr;ariyanny Putri Chynthia;Kajiho Hiroaki;Yamamoto Yasunori;Sakisaka Toshiaki
通讯作者：
Sakisaka Toshiaki

小胞体膜タンパク質TMCC3による小胞体の網目状ネットワークの形成調節機構

内质网膜蛋白TMCC3对内质网网状网络形成的调控机制