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。

核质分子转运主要由载体Importinβ家族分子控制。由于蛋白质的亚细胞定位和功能密切相关，因此对蛋白质亚细胞定位机制的分析非常重要。估计有10,000个功能蛋白在人类的细胞核和细胞质之间传播，但只有大约3％的载体分子已知。因此，今年我们进行了一种新的测定系统，用于运输底物鉴定并分析分子伴侣HSC70的核易位。即使在非常弱的离子强度下，进口蛋白β-家庭分子也可以有效地吸附到疏水柱上。因此，疏水柱使进口蛋白β家族分子以相对较高的选择性从细胞提取物中吸收。该载体分子缺陷型细胞提取物不能在半胸腔细胞中重建细胞核和细胞质之间的活性蛋白质转运。但是，通过添加重组Importinβ家族分子，只能重建任意的传输路径。将来，该系统对于识别由特定运输路线携带的运输基板很有用。 HSC70应对热休克应激，并从细胞质转移到细胞核。我们先前表明，将HSC70转移到细胞核中可以促进几种importinβ-家族分子从细胞核到细胞质的转运。但是，详细的分子机制尚不清楚，HSC70的核易位机理也未知。因此，使用上述分析系统对HSC70进行了核易位分析。尽管RANGTP强烈抑制了HSC70的核易位，但均无法促进HSC70的核易位。到目前为止，尚未报道依赖但Importinβ-家族独立的运输路线，这使它们成为非常有趣的结果。