細胞の増殖と停止・分化における核ー細胞質間タンパク質輸送機構の役割

核质蛋白转运机制在细胞增殖、停滞和分化中的作用

基本信息

批准号：
18770182
负责人：
小瀬真吾
金额：
$ 2.3万
依托单位：
The Institute of Physical and Chemical Research
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2006
资助国家：
日本
起止时间：
2006 至 2007
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-18770182/
关键词：
Importin β 核内輸送分子シャペロン核-細胞質間分子輸送 importin 分化

项目摘要

核-細胞質間の分子輸送は、主に運搬体Importin βファミリー分子によって厳密に制御されている。タンパク質の細胞内局在と機能は密接に関連しているため、タンパク質の細胞内局在化機構の解析は非常に重要である。ヒトには、核-細胞質間を往来する機能タンパク質が推定1万種近く存在するが、運搬体分子が判明しているのは3%ぐらいにすぎない。そこで、本年度は、輸送基質同定のための新しいアッセイ系の構築と分子シャペロンhsc70の核内移行の解析を行った。Importin βファミリー分子は非常に弱いイオン強度下でも疎水性カラムに効率よく吸着する。よって、疎水性カラムにより、細胞抽出液からImportin βファミリー分子を比較的高い選択性で吸収することができた。この運搬体分子欠損細胞抽出液のみでは、セミインタンクト細胞における核-細胞質間の能動的タンパク質輸送を再構築できない。しかし、リコンビナントImportin βファミリー分子を加えることで、任意の輸送経路のみを再構築することが出来た。この系は特定の輸送経路で運ばれる輸送基質の同定に、今後有用である。Hsc70は、熱ショックストレスに応答し、細胞質から核に移行する。我々は以前、hsc70が核内に移行することにより、幾つかのImportin βファミリー分子の核から細胞質へ移行が促進されることを示していた。しかし、その詳細な分子機構は不明であり、hsc70の核内移行機構も不明であった。そこで、上記解析系を用いて、hsc70の核内移行解析を行った。Hsc70の核内移行はRanGTPにより強く阻害されたが、どのImportinもhsc70の核内移行を促進出来なかった。Ran依存的であるが、Importin βファミリー非依存的である輸送経路はこれまでに報告がなく、非常に興味深い結果である。

细胞核和细胞质之间的分子转运主要受到转运蛋白 β 家族的严格调控。由于蛋白质的细胞内定位与功能密切相关，因此分析蛋白质的细胞内定位机制极为重要。在人类中，估计有 10,000 种功能蛋白在细胞核和细胞质之间穿梭，但只有约 3% 的转运蛋白分子已被识别。因此，今年，我们构建了一个新的检测系统来识别转运底物，并分析了分子伴侣 hsc70 的核转位。即使在非常弱的离子强度下，Importin β 家族分子也能有效吸附到疏水柱上。因此，疏水柱能够以相对较高的选择性从细胞提取物中吸附Importin β家族分子。仅使用这种缺乏载体分子的细胞提取物无法重建半完整细胞中细胞核和细胞质之间的活性蛋白质转运。然而，通过添加重组 Importin β 家族分子，只能重建任意的运输路线。该系统将来可用于识别特定运输路线运输的运输基材。 Hsc70 响应热休克应激从细胞质易位到细胞核。我们之前表明 hsc70 的核易位促进了几种 Importin β 家族分子从细胞核易位到细胞质。然而，详细的分子机制尚不清楚，hsc70的核转位机制也不清楚。因此，利用上述分析系统，我们对hsc70的核转位进行了分析。 RanGTP强烈抑制Hsc70的入核，但没有一种导入蛋白能够促进hsc70的入核。这是一个非常有趣的结果，因为目前还没有关于 Ran 依赖性但独立于 Importin β 家族的转运途径的报道。