プロテアソーム構造変換を介した糖シグナル伝達制御機構の解明

通过蛋白酶体结构转换阐明糖信号转导控制机制

基本信息

批准号：
17051001
负责人：
山口淳二
金额：
$ 3.07万
依托单位：
Hokkaido University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
2005
资助国家：
日本
起止时间：
2005 至 2006
项目状态：
已结题

项目摘要

ユビキチン・26Sプロテアソームを介したタンパク質の能動的分解システムは,不要となったタンパク質の分解による除去を行うことで,″品質管理システム″としての細胞内のホメオスタシスの維持に重要である。またこのシステムは,特定のタンパク質の分解することで,様々な生命現象プロセスを誘起するための″分子スイッチ″としても機能することが明らかになってきた。タンパク質分解の実行機械である26Sプロテアソームは,19S調節複合体(19S)と20S活性複合体(20S)から構成される。20Sはペプチダーゼ活性を有するが,20Sの活性調節や標的タンパク質の選択の制御は19Sの調節機能にあると考えられる。本研究では,高等植物の糖シグナル伝達機構において。ビキチン・26Sプロテアソームシステムが関与することが示唆されたため,その解析を行った。rDt2a変異体は,先に示した糖応答異常とともに,様々な形態異常を示す。その代表例が葉器官の肥大である。詳細な解析によv),rp2a変異体では表皮細胞が巨大化しかつ核相の増加が観察された。これらの結果は,エンドリデュプリケーション(以下ERDと略;細胞分裂を伴わないDNA複製)が促進していることを意味する。プロテアソームサブュニットの異常がERDを促進するとの知見は,これが初めての報告となる。この現象の詳細を解明するため,トライコームと下胚軸でのERD促進現象について分子遺伝学的解析を試み,その遺伝学的ネットワークを明らかにした。また,「細胞周期調節とプロテアソームとの関係」の解明に最終的な研究目標を設定し,細胞周期制御遺伝子との関係,核分裂装置との関係について詳細な研究を進めた。

由泛素和 26S 蛋白酶体介导的活性蛋白质降解系统作为“质量控制系统”，通过降解和去除不必要的蛋白质，对于维持细胞内稳态非常重要。人们还清楚地看到，该系统充当“分子开关”，通过降解特定蛋白质来诱导各种生物过程。 26S蛋白酶体是蛋白质降解的执行者，由19S调节复合物（19S）和20S活性复合物（20S）组成。尽管20S具有肽酶活性，但认为20S活性的调节和靶蛋白选择在于19S的调节功能。在这项研究中，我们研究了高等植物中的糖信号传导机制。由于有人认为biquitin/26S蛋白酶体系统参与其中，我们进行了分析。 rDt2a突变体表现出各种形态异常以及上述异常的糖反应。一个典型的例子是叶器官的增大。详细分析表明，在rp2a突变体中，表皮细胞变得巨大，核期增加。这些结果暗示核内复制(下文缩写为ERD；不进行细胞分裂的DNA复制)被促进。这是第一份关于蛋白酶体亚基异常促进 ERD 的报告。为了阐明这一现象的细节，我们尝试对毛状体和下胚轴中的ERD促进现象进行分子遗传学分析，并阐明其遗传网络。我们还以阐明细胞周期调控与蛋白酶体的关系为最终研究目标，并对其与细胞周期调控基因和核裂变装置的关系进行了详细的研究。