ＴＭＸ４を中心とする小胞体膜近傍での還元ネットワークの解明

阐明以 TMX4 为中心的内质网膜附近的还原网络

• 批准号: 18J21570
• 负责人: 堤 智香
• 金额: $ 1.41万
• 依托单位: Kyoto Sangyo University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2018
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2018-04-25 至 2021-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-18J21570/
• 关键词: 小胞体; レドックス; グルタチオン; 酸化還元

小胞体は膜によってサイトゾルと隔てられ、内腔は酸化的な環境が維持される。この酸化的な環境は酸化的なグルタチオン比によって構築されており、サイトゾルでは酸化型(GSSG):還元型(GSH)=1:100、小胞体ではGSSG:GSH=1:1～3で保たれる。また、小胞体は分泌タンパク質フォールディングの場でもあり、細胞で合成される全タンパク質のうちおよそ3分の1ものタンパク質が挿入、合成される。小胞体の酸化的な環境は、タンパク質のジスルフィド結合形成を触媒する酸化酵素が機能するために、有利な環境である。このように酸化的な環境で、酸化反応の場として捉えられてきた小胞体だが、以前我々の研究室で小胞体において初めての還元酵素が同定された。詳細な解析によって還元酵素が不良タンパク質の分解やカルシウムポンプの制御を介して、小胞体恒常性維持に貢献することが明らかとなった。一様に酸化的であると考えられてきた小胞体だが、実際は酸化反応と還元反応が入り組んでおり、複雑なレドックス環境であることが予想できる。しかし、小胞体のレドックス環境を構築するグルタチオンの合成はサイトゾルで行われており、小胞体へどのように供給されるかは解明に至っていない。小胞体へのグルタチオン供給経路を明らかにすることは、小胞体レドックス環境の構築機構を理解する上で必要不可欠である。その一方、大腸菌ペリプラズム領域へは、内膜タンパク質CydD/C複合体を介して、膜を越えてGSHが供給されることが知られている。CydD/C複合体によって供給されたGSHは、ペリプラズム領域でのタンパク質のフォールディングや成熟に関与することが報告されている。そこで、小胞体にも同様にCydD/CのようなGSH輸送体が存在するのではないかと推測し、小胞体におけるGSH輸送体の同定を目的として研究を行っている。

内质网通过膜与胞质溶胶分开，腔内维持氧化环境。这种氧化环境是由氧化型谷胱甘肽比例构建的，在细胞质中维持氧化型（GSSG）：还原型（GSH）= 1：100，在内质网滴液中维持氧化型（GSSG）：还原型（GSH）= 1：1至3。内质网也是分泌蛋白折叠的场所，细胞内合成的所有蛋白中约有三分之一是插入合成的。内质网的氧化环境是催化蛋白质中二硫键形成的氧化酶发挥功能的有利环境。内质网一直被认为是氧化环境和氧化反应的场所，但我们实验室此前鉴定出了内质网中的第一个还原酶。详细分析表明，还原酶通过降解有缺陷的蛋白质和调节钙泵来维持内质网稳态。内质网被认为是均匀氧化的，但实际上它是一个复杂的氧化还原环境，具有氧化和还原反应的复杂组合。然而，构成内质网氧化还原环境的谷胱甘肽的合成发生在细胞质中，其如何供给内质网仍不清楚。阐明谷胱甘肽向内质网的供应途径对于理解内质网氧化还原环境的构建机制至关重要。另一方面，已知GSH通过内膜蛋白CydD/C复合物跨膜供应至大肠杆菌周质区域。据报道，CydD/C 复合物提供的 GSH 参与周质区域的蛋白质折叠和成熟。因此，我们推测内质网中也存在CydD/C等GSH转运蛋白，并正在进行旨在鉴定内质网中GSH转运蛋白的研究。

项目成果

小胞体における亜鉛依存的なレドックスゾーンの構築

内质网中锌依赖性氧化还原区的构建

• 发表时间: 2019
• 作者: Hideki Matsuoka;Masaki Nakano;Yoshimitsu Kohama;Yue Wang;Yuta Kashiwabara;Satoshi Yoshida;Kazuki Matsui;Takashi Shitaokoshi;Takumi Ouchi;Kyoko Ishizaka;Tsutomu Nojima;Masashi Kawasaki;Yoshihiro Iwasa;堤 智香
• 通讯作者: 堤 智香