小胞体ストレス応答における環境変化認識メカニズムの解明

阐明内质网应激反应中的环境变化识别机制

基本信息

批准号：
13780575
负责人：
木俣行雄
金额：
$ 0.58万
依托单位：
Nara Institute of Science and Technology
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

项目摘要

私の目的は、小胞体ストレスセンサー蛋白質Ire1の活性制御メカニズムを解明することである。そのために本研究で私は、出芽酵母BiP遺伝子変異株の、詳細な表現型解析を行った。BiPは、小胞体内在性のHSP70ファミリー分子シャペロンである。以前に私は、非ストレス条件下で培養された出芽酵母細胞内では、BiPとIre1は会合しており、小胞体ストレスを与えると、それが解離することを見いだしている。今回の研究では、用いた5個のBiP遺伝子変異株は、その表現型に応じて、2種類に分類できることが分かった。3個のBiP遺伝子変異株では、小胞体ストレス状態においても、BiPとIre1の解離が認められず、かつ、Ire1は活性化しなかった。一方、残り2個のBiP遺伝子変異株では、非ストレス条件下でもBiPとIre1の会合は弱く、Ire1は常に活性化していた。これらの知見は、BiPとIre1の物理的な相互作用が、Ire1の活性を制御していることを示している。また私は、シャペロン基質となるモデル折り畳み不全タンパク質とBiPとの結合状態を、上記のBiP遺伝子変異株で調べた。その結果と、上述のBiP-Ire1の会合/解離の異常を比べることにより、モデル折り畳み不全タンパク質とIre1は、同一の様式でBiPと物理的相互作用することが示唆された。このことは、構造異常タンパク質とIre1が、BiPとの結合を巡って競合することを意味する。小胞体ストレス条件下では、小胞体に蓄積した大量の構造異常タンパク質がBipに結合し、その結果、BiPと結合出来なくなったIre1が活性型となり、小胞体ストレス応答を引き起こすと考えられる。

我的目标是阐明控制内质网应激传感器蛋白IRE1的活性的机制。为此，在这项研究中，我对萌芽的酵母BIP基因突变体进行了详细的表型分析。 BIP是一种内质网状 - 内源HSP70家族分子伴侣。以前，我发现在在非应激条件下培养的芽酵母细胞中，BIP和IRE1彼此相关，并且在发出ER应力时，它会解离。在本研究中，发现使用的五个BIP基因突变体可以根据其表型分为两种类型。在三个BIP基因突变体中，即使在内质网应激状态中也没有观察到BIP和IRE1的分离，并且未激活IRE1。另一方面，剩余的两个BIP基因突变体在BIP和IRE1之间也存在较弱的关联，即使在非压力条件下，IRE1也经常被激活。这些发现表明，BIP和IRE1之间的物理相互作用调节IRE1的活性。我还使用上面的BIP基因突变体研究了BIP与模型折叠分配蛋白的结合状态。比较了BIP-IRE1的上述异常/解离的上述异常表明，模型折叠 - 完全完整的蛋白质和IRE1以相同的方式与BIP物理相互作用。这意味着结构异常蛋白和IRE1竞争与BIP结合。在内质网应激条件下，内质网中积累的大量结构异常的蛋白质与BIP结合，导致IRE1的活性形式无法与BIP结合，从而导致激活形式触发室内质子性网状应激反应。