小胞体ストレス応答性膜蛋白質Herpの機能および翻訳調節機構の解析

内质网应激反应膜蛋白Herp的功能及翻译调控机制分析

• 批准号: 13780519
• 负责人: 小亀 浩市
• 金额: $ 1.6万
• 依托单位: National Cardiovascular Center Research Institute
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2001
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2001 至 2002
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13780519/
• 关键词: 小胞体ストレス; ストレス応答; ストレス蛋白質; 分子シャペロン; 翻訳抑制; 品質管理; Herp; ATF4; IRES

近年私達は、小胞体ストレスで強く発現誘導される機能未知の小胞体膜蛋白質Herpを発見した。小胞体ストレスとは、小胞体内腔に構造不全蛋白質が過剰に蓄積した状態を指す。本研究では、Herpの機能解明、および小胞体ストレス時の翻訳調節機構の解明をめざした。【Herpの機能解明】小胞体ストレス時に誘導される蛋白質の多くが小胞体内腔の蛋白質に対する分子シャペロンであるのに対し、Herpは、その局在様式から、シャペロンである可能性が低い。しかし、本研究において、Herpはプレセニリンのγセクレターゼ活性を促進することを見出した。プレセニリンの成熟を促進する能力をもつのかもしれない。さらに、Herp遺伝子欠失マウスを作成し、Herpが生存不可欠でないことを明らかにした。【小胞体ストレス応答性蛋白質の探索】小胞体ストレスによって転写レベルで発現誘導される遺伝子は、数多く知られている。しかし、小胞体ストレス時には翻訳反応が全般的に強く抑制されるため、誘導された多くの遺伝子も、蛋白質レベルでは即座に増量しない。一方、転写因子ATF4は翻訳レベルで発現促進される唯一の例外として知られている。本研究では、小胞体ストレス時に翻訳促進される蛋白質の包括的探索を試みた。細胞から抽出したRNAを比重差で分画し、DNAマイクロアレイで解析したところ、ATF4以外にも3種の蛋白質が翻訳促進される可能性が示された。今後、これらを材料にして、翻訳促進機構の解明に結びつけたい。

最近，我们发现了Herp，一种功能未知的内质网膜蛋白，其表达受到内质网应激的强烈诱导。内质网应激是指结构缺陷蛋白在内质网腔内过度积累的状态。在本研究中，我们旨在阐明 Herp 的功能以及内质网应激期间翻译调控的机制。 [Herp 的功能阐明] 虽然内质网应激期间诱导的许多蛋白质是内质网腔中蛋白质的分子伴侣，但 Herp 由于其定位模式而不太可能成为伴侣。然而，在这项研究中，我们发现 Herp 促进早老素的 γ-分泌酶活性。它可能具有促进早老素成熟的能力。此外，他们创造了缺乏 Herp 基因的小鼠，并发现 Herp 并不是生存所必需的。 [寻找内质网应激反应蛋白] 已知许多通过内质网应激在转录水平上诱导表达的基因。然而，由于在内质网应激期间翻译反应通常受到强烈抑制，因此许多诱导基因不会立即在蛋白质水平上丰度增加。另一方面，已知转录因子 ATF4 是唯一的例外，其表达在翻译水平上得到促进。在这项研究中，我们尝试全面寻找在内质网应激期间促进翻译的蛋白质。当从细胞中提取的 RNA 根据比重进行分级并使用 DNA 微阵列进行分析时，结果表明除 ATF4 之外的三种类型的蛋白质可能会促进翻译。未来我们希望利用这些材料来阐明翻译推广机制。

项目成果

Tsuyoshi Hirota: "Glucose down-regulates Per1 and Per2 mRNA levels and induces circadian gene expression in cultured Rat-1 fibroblasts"J.Biol.Chem.. 277(46). 44244-44251 (2002)

Tsuyoshi Hirota：“葡萄糖下调 Per1 和 Per2 mRNA 水平并诱导培养的 Rat-1 成纤维细胞中的昼夜节律基因表达”J.Biol.Chem.. 277(46)。

Naoharu Iwai: "Association between SAH, an acyl-CoA synthetase gene, and hypertriglyceridemia, obesity, and hypertension"Circulation. 105(1). 41-47 (2002)

Naoharu Iwai：“SAH（一种酰基辅酶A合成酶基因）与高甘油三酯血症、肥胖和高血压之间的关联”循环。

Koichi Kokame: "Identification of ERSE-II, a new cis-acting element responsible for the ATF6-dependent mammalian unfolded Protein response"J. Biol. Chem.. 276(12). 9199-9205 (2001)

Koichi Kokame：“ERSE-II 的鉴定，一种新的顺式作用元件，负责 ATF6 依赖性哺乳动物未折叠蛋白反应”J.

小亀浩市: "高ホモシステイン血症と小胞体ストレス応答"日本血栓止血学会誌. 13(1). 17-25 (2002)

Hiroshi Ogame：“高同型半胱氨酸血症和内质网应激反应”日本血栓和止血学会杂志 13(1) (2002)。

Xiaorei Sai: "Endoplasmic reticulum stess-inducible protein, Herp, enhances presenilin-mediated generation of amyloid β-protein"J.Biol.Chem.. 277(15). 12915-12920 (2002)

小雷赛：“内质网应激诱导蛋白，Herp，增强早老素介导的淀粉样β-蛋白的生成”J.Biol.Chem.. 277(15)(2002)。