分裂酵母の液胞タンパク質輸送に関与する遺伝子群の解明とその応用に関する研究

裂殖酵母液泡蛋白转运相关基因的阐明及其应用

基本信息

批准号：
09760093
负责人：
竹川薫
金额：
$ 1.41万
依托单位：
Kagawa University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
1997
资助国家：
日本
起止时间：
1997 至 1998
项目状态：
已结题

项目摘要

出芽酵母において液胞へのタンパク質輸送に欠陥を示すvps(vacuolar protein sorting)変異株の解析から40種類以上もの遺伝子が、液胞タンパク質輸送に関与していることが明らかにされている。しかしながら分裂酵母においては液胞へのタンパク質輸送に関する機構は全く知られていない。そこで分裂酵母の液胞タンパク質マーカーとしてカルボキシペプチダーゼY(CPY)を単離して、本酵素の液胞への輸送機構について解析を行った。その結果、分裂酵母CPYは出芽酵母など他起源の酵母CPYとは異なり、高等な植物などと同様にヘテロダイマーとして存在することを明らかにした。また液胞へのCPYの輸送には高等動物とは異なり糖鎖部分は関与しないが、その糖鎖はERで合成される場合のタンパク質のフォールディングに重要であることがわかった。さらにCPYやインベルターゼなどの分裂酵母における糖タンパク質の分泌に欠陥を示す変異株を取得した。これらの変異株を相補する遺伝子の中には、出芽酵母のERからゴルジ装置のタンパク質の輸送に必須なErd1タンパク質や、ゴルジ間のタンパク質輸送に関与する低分子量G-タンパク質のypt6などのホモログ遺伝子であることがわかった。さらにCPYへの液胞への輸送シグナルはタンパク質のプロペプチド部分に含まれていることがわかった。分裂酵母CPYが誤って細胞表層へとミスソートされてしまう変異株を多数取得することができた。これらの変異株の中には、既に出芽酵母において液胞へのタンパク質輸送に関与することが知られているVPS34,VPS4,VPS5,VPS11,VPS19,VPS45などが合まれていることがわかり、これらのタンパク質が生物種を越えて広く真核生物のタンパク質輸送に関与することを明らかにすることができた。

对在液泡蛋白转运方面表现出缺陷的酿酒酵母 vps（液泡蛋白分选）突变菌株的分析表明，超过 40 个基因参与液泡蛋白转运。然而，在裂殖酵母中，蛋白质转运至液泡的机制完全未知。因此，我们分离了羧肽酶Y（CPY）作为裂殖酵母液泡蛋白标记物，并分析了该酶向液泡的转运机制。结果表明，裂殖酵母CPY以异二聚体形式存在，与高等植物相似，与其他来源（例如酿酒酵母）的酵母CPY不同。此外，与高等动物不同，糖链不参与 CPY 向液泡的转运，但在内质网中合成时，糖链对于蛋白质折叠很重要。此外，我们获得了在裂殖酵母糖蛋白（如 CPY 和转化酶）分泌方面表现出缺陷的突变菌株。这些突变体补充的一些基因包括同源基因，例如 Erd1 蛋白（在酿酒酵母中，Erd1 蛋白对于将蛋白质从 ER 转运到高尔基体至关重要）和 ypt6（一种参与高尔基体之间蛋白质转运的低分子量 G 蛋白）。事实证明是高尔基。此外，发现CPY至液泡的转运信号包含在蛋白质的前肽部分中。我们能够获得许多突变菌株，其中裂殖酵母 CPY 错配到细胞表面。发现这些突变菌株含有 VPS34、VPS4、VPS5、VPS11、VPS19 和 VPS45 等蛋白质，这些蛋白质已知参与酿酒酵母中蛋白质向液泡的转运，我们能够证明这种蛋白质广泛存在。参与真核生物跨不同物种的蛋白质运输。