小胞体ストレス反応の分子機構の解析

内质网应激反应的分子机制分析

基本信息

批准号：
14657383
负责人：
青江知彦
金额：
$ 2.05万
依托单位：
Chiba University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
2002
资助国家：
日本
起止时间：
2002 至 2003
项目状态：
已结题

项目摘要

小胞体ストレス蛋白質BiPはカルシウムイオン依存性に小胞体に貯留しているが、一部は分泌される。BiPのカルボキシ末端にはKDELアミノ酸配列があり、小胞体から分泌されるとゴルジ体で膜蛋白KDEL受容体によって再び小胞体に逆輸送される。また、異常な蛋白が集積すると単に小胞体に留まるのではなく、小胞体ストレス蛋白質BiPと共にゴルジ体へ分泌されて、KDEL受容体を活性化し、小胞体に再び逆輸送される事を明らかにした(EMBO J 20:3082,2001)。さらに、KDEL受容体による逆行性輸送が障害されると、小胞体で分解されるべき異常蛋白は分解を免れて、その蛋白の性質に応じて分泌されるかあるいは細胞質内に凝集する事、細胞は侵襲に弱くなり細胞死を起こし易い事を認めている。我々は,マウスBiPゲノム遺伝子をクローニングし、相同組み換え法によって、一方のBiP遺伝子の代わりにカルボキシ末端のKDELアミノ酸配列を欠いた変異BiPを発現する遺伝子を持つヘテロノックインES細胞を作成した。この細胞においては侵襲下には小胞体に集積した異常蛋白が変異BiPと共に小胞体から流出していた。また小胞体ストレスに対して感受性が高かった。BiPは小胞体において、異常蛋白の集積を感知するセンサーとして機能していると考えられている。PERK、IRE1などの小胞体膜キナーゼはBiPと結合しているが、異常蛋白が集積するとBiPはキナーゼから離れ、異常蛋白と結合する。キナーゼは活性化し、BiPを始めとするストレス蛋白質産生増加、他の蛋白の産生抑制、異常蛋白の分解亢進といった小胞体ストレス反応が起こる。しかし、この細胞では変異BiPが小胞体から流出し続けるため小胞体ストレス反応が遷延化し細胞死が起こり易いと考えられた。

内质网应激蛋白BIP以钙离子依赖性方式存储在内质网中，但其中一些是分泌的。 BIP的羧基末端具有KDEL氨基酸序列，当从内质网中分泌时，它会被膜中的膜蛋白KDEL受体重新反复回到内质网中。还揭示了当异常蛋白积聚时，它们不仅保留在内质网中，而且还分泌到高尔基体中，并与内质网应激蛋白BIP一起激活KDEL受体，并且被转移到室内胞质网中（Embo J 20：3082,2001）。此外，当KDEL受体逆行转运受损时，将在内质网中降解的异常蛋白质从降解中逸出，分泌或在细胞质内分泌或聚集，并且细胞容易受到入侵，并且容易受到细胞死亡。我们克隆了小鼠BIP基因组基因，并通过同源重组方法与表达突变的BIP的基因创建了异源性ES细胞，该基因在羧基末端缺乏KDEL氨基酸序列，代替一个BIP基因。在该细胞中，在内质网中积累的异常蛋白与突变型腹部一起从内质网中泄漏出来。他也非常容易受到内质网应激。 BIP被认为是一种传感器，可以感觉到异常蛋白在内质网中的积累。内质网膜激酶（如PERK和IRE1）与BIP结合，但是当异常蛋白质积聚时，BIP与激酶分离并与异常蛋白结合。激活激活，引起内质网应激反应，例如增加胁迫蛋白的产生，例如BIP，其他蛋白质的抑制以及异常蛋白质降解的增加。然而，在这个细胞中，突变的bip继续从内质网中流出，导致内质网应激对延长的反应，并且可能发生细胞死亡。