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。

分析在蛋白质中表现出蛋白质传输到液泡酵母中缺陷的VPS（液泡蛋白质分类）突变菌株表明，有40多个基因参与液泡蛋白转运。但是，在裂变酵母中，未知将蛋白质转运到液泡的机制。因此，将羧肽酶Y（CPY）分离为裂变酵母中的液泡蛋白标记物，并进行了分析以确定将该酶转运到液泡中的机制。结果，据揭示了裂变酵母CPY与其他起源（如萌芽酵母）不同，就像杂二聚体一样，就像较高的植物一样。此外，与较高的动物不同，聚糖部分不参与将CPY运输到液泡中，但是发现在ER中合成时，聚糖对于蛋白质折叠很重要。此外，还获得了在裂变酵母（如CPY和转化酶）中表现出缺陷分泌糖蛋白的突变菌株。已经发现，在与这些突变体ERD1蛋白相辅相成的基因中，对于从发芽酵母的ER中转运高尔基体装置中蛋白质至关重要，以及YPT6等同源基因，一种低分子量G蛋白参与高尔基体之间蛋白质转运的低分子量G蛋白。此外，发现向CPY液泡的传输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，其中裂变酵母CPY意外错过了细胞表面。在这些突变体中，VPS34，VPS4，VPS5，VPS11，VPS19，VPS45等已经众所周知，这些突变体与蛋白质转运至疫苗的蛋白质中相容，并且可以澄清这些蛋白质参与跨物种的真核蛋白质转运。