リン脂質とタンパク質を介したオートファジー制御機構の解析

磷脂和蛋白质介导的自噬调控机制分析

基本信息

批准号：
19044024
负责人：
野田健司
金额：
$ 3.9万
依托单位：
Osaka 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：
2007
资助国家：
日本
起止时间：
2007 至 2008
项目状态：
已结题

项目摘要

オートファジーは細胞内のバルクな分解系であり、オートファゴソームと呼ばれる膜構造の新規の形成を通じてその分解基質が包み込まれることで、分解基質の選抜が始まる。我々はオートファゴソームの形成機構のなかでも蛋白質と脂質の相互作用に注目して、以下の成果を得た。第一にホスファチジルイノシトール3リン酸が酵母オートファゴソームの形成に必要であり、実際に膜の成分として存在することを示した。これはオートファゴソーム膜の成分を同定した最初の例である。とくにその内膜に濃縮が見られることは極めて興味深い。第二にAtg8/LC3はユビキチン様蛋白質であり、ホスファチジルエタノールアミンと結合することで機能するが、Atg16正複合体が、このユビキチン様反応のE3に相当する機能を発現することを明らかにした。Atg16L複合体の成分Atg12がユビキチン様反応のE2であるATG3と結合することで、基質である膜複合体へと近接させる。第三にLC3の脂質化反応がオートファゴソームの形成の最終期で機能することを明らかにした。LC3のプロセシングプロテアーゼであるAtg4の活性不全型蛋白質を細胞内に大量発現させるとLC3と強固に結合することで、LC3の機能を阻害する。その結果最終的に閉じることのできないオートファゴソームが多数蓄積することが判明した。これらの結果は、脂質と蛋白質のダイナミックな相互作用によりオートファゴソームが形成されることを示している。

自噬是一种细胞内大量降解系统，当底物通过形成称为自噬体的新膜结构被封装时，就开始选择降解底物。我们重点研究了自噬体形成机制中蛋白质和脂质之间的相互作用，并获得了以下结果。首先，我们证明磷脂酰肌醇三磷酸是酵母自噬体形成所必需的，并且实际上作为膜的组成部分存在。这是识别自噬体膜成分的第一个例子。特别有趣的是在内膜中观察到浓度。其次，Atg8/LC3是一种类泛素蛋白，通过与磷脂酰乙醇胺结合发挥作用，我们发现Atg16阳性复合物表达与这种泛素样反应的E3相对应的功能。 Atg12 是 Atg16L 复合物的一个组成部分，它与 ATG3（一种用于泛素样反应的 E2）结合，使其接近底物膜复合物。第三，我们揭示了LC3的脂化反应在自噬体形成的最后阶段发挥作用。当 Atg4 的失活蛋白（LC3 的加工蛋白酶）在细胞中大量表达时，它会与 LC3 紧密结合并抑制 LC3 的功能。结果发现，最终积累了大量无法关闭的自噬体。这些结果表明自噬体是通过脂质和蛋白质之间的动态相互作用形成的。