Molecular mechanism underlying organelle trafficking regulated by stractually diverse proton pump vacolar ATPase

结构多样的质子泵空泡 ATP 酶调节细胞器运输的分子机制

基本信息

批准号：
21H02627
负责人：
中西真弓
金额：
$ 11.07万
依托单位：
Iwate Medical University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

本研究は、プロトンポンプV(液胞型)-ATPaseの構造的多様性により制御されるオルガネラ輸送の原理の解明を目指し、骨代謝、血糖値調節、神経細胞の情報伝達などにおいて特徴的なオルガネラ輸送を取り上げ、各オルガネラに局在するV-ATPaseのa1、a2、a3イソフォームが、オルガネラ輸送因子をリクルートしていることを実証しようとしている。骨代謝をになう破骨細胞の分泌リソソームに局在するV-ATPaseのa3イソフォームは、小胞輸送調節因子であるRab7やその活性化因子であるGEF(Mon1-Ccz1)Mon1-Ccz1と複合体を形成する。令和4年度は、破骨細胞の分泌リソソームの輸送に関わるa3とMon1-Ccz1の結合部位を詳細に解析し、また、直接結合しているか否かについて検討した。こうした知見は、分泌リソソーム膜上でRab7が活性化される分子機構を解明するための基盤となる。インスリン顆粒は、グルコース刺激により細胞膜へ向かって移動し、刺激が解除されると細胞の内側に向かって逆向きに移動する。我々はこれまでに、V-ATPaseのa2イソフォームが、インスリン顆粒の輸送調節因子であるRab27と結合し、輸送を起こすことを見出した。令和4年度は、a2が、インスリン顆粒の輸送調節因子であるRab27の活性化因子とも結合することを示し、分子機構の全容解明に1歩近づいた。さらに、歯牙を形成するエナメル芽細胞におけるV-ATPaseの役割を解析し、その結果、エナメル芽細胞の分泌リソソームによるODAM分泌にV-ATPaseのa3が関与することがわかった。こうした知見は、エナメル芽細胞におけるODAM分泌の分子機構の解明につながる。

本研究旨在阐明质子泵V（液泡型）-ATPase结构多样性控制的细胞器运输原理重点关注运输，我们的目标是证明位于每个细胞器中的 V-ATP 酶 a1、a2 和 a3 异构体招募细胞器运输因子。 V-ATP酶的a3亚型定位于破骨细胞的分泌溶酶体中，在骨代谢中发挥作用，与囊泡转运调节剂Rab7及其激活剂GEF(Mon1-Ccz1)Mon1-Ccz1相互作用形成复合物。 2020年，我们对a3和Mon1-Ccz1之间的结合位点进行了详细分析，该位点参与破骨细胞分泌性溶酶体的转运，并研究它们是否直接结合。这些发现为阐明 Rab7 在分泌的溶酶体膜上激活的分子机制提供了基础。当葡萄糖刺激时，胰岛素颗粒向细胞膜移动，当刺激消除时，胰岛素颗粒向细胞内部相反方向移动。我们之前发现V-ATP酶的a2亚型与胰岛素颗粒转运调节剂Rab27结合并引起转运。在 2020 财年，我们发现 a2 还与 Rab27 的激活剂（一种胰岛素颗粒的转运调节剂）结合，这使我们离阐明整个分子机制又近了一步。此外，我们分析了V-ATP酶在形成牙齿的成釉细胞中的作用，发现V-ATP酶的a3参与成釉细胞的分泌性溶酶体分泌ODAM。这些发现将有助于阐明成釉细胞中 ODAM 分泌的分子机制。