ポストゲノム時代の挑戦:ABCG2タンパク質の品質管理と小胞体ストレス

后基因组时代的挑战：ABCG2蛋白质量控制和内质网应激

基本信息

批准号：
07J05897
负责人：
中尾香菜子 (若林香菜子)
金额：
$ 1.79万
依托单位：
Tokyo Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2007
资助国家：
日本
起止时间：
2007 至 2009
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究ではガン細胞における多剤耐性の要因として注目されてきたABCG2を膜タンパク質のモデルとして、糖鎖付加、ジスルフィド結合、ユビキチン化に代表される翻訳後修飾とタンパク質の品質管理、細胞内安定性との関係を解明しそれを制御する分子プローブを設計することを目的としている。最終年度となる本年は以下の2点に焦点をあてた。(1)ABCG2タンパク質の品質管理と分解経路機構ABCG2タンパク質の第3番目の細胞外ループに存在する2つのCys残基(Cys592,Cys608)は、ABCG2のタンパク質としての安定性を維持する上で重要である。それらのCys残基が欠損すると、分子内S-S結合が形成されず、タンパク質としての構造が不安定化し、未成熟タンパク質としてユビキチン・プロテアソーム系で分解されてしまう。また実際ヒトからみつかっている2つの一塩基多型(F208S,S441N)でも前述の変異体と同様のメカニズムで分解されるため、発現量減少を引き起こすことも明らかとなった。そこでさらなる検証を行うため、電子顕微鏡法により、細胞内の状態の観察を行った。その結果、プロテアソーム阻害剤MG132処理を行った変異型ABCG2発現細胞では、細胞内にアグリソームと呼ばれる凝集体を観察することができた。さらにABCG2特異的な抗体を用いて、免疫電子顕微鏡法による観察を行ったところ、アグリソーム内にABCG2陽性反応が確認された。(2)イオントラップ型質量分析器を用いたプロテオーム解析ABCG2は小胞体内で様々なシャペロンタンパク質の助けを借りてS-S結合形成や糖鎖付加が起こり、高次構造が形成される。また未成熟タンパク質として分解されるか、成熟タンパク質としてゴルジ体へと輸送されるかの選別も小胞体で受けており、その選別にもシャペロンタンパク質が関与しているようである。そこで、イオントラップ型質量分析器を用い、ABCG2と相互作用するシャペロンタンパク質の探索を行った。変異型ABCG2として、S-S結合や糖鎖を欠損する変異体および発現量が減少する一塩基多型を用いている。その結果、変異型に特異的に結合しているシャペロンタンパク質がいくつか検出された。

这项研究使用ABCG2，该ABCG2一直吸引注意力作为癌细胞中多种糖耐药性的因素，作为膜蛋白的模型，旨在阐明翻译后修饰之间的关系，例如糖基化，二硫键键，二硫键和泛素化，泛素化，蛋白质质量质量控制，蛋白质质量控制和内细胞稳定性和设计分子的概率。今年，最后一年的重点是以下两个点：（1）ABCG2蛋白第三个细胞外环中存在的ABCG2蛋白两个Cys残基（Cys592，Cys608）的质量控制和降解途径机制对于维持ABCG2的蛋白质稳定性很重要。如果缺少这些Cys残基，则不会形成分子内S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S键则不稳定，作为未成熟的蛋白质，该蛋白质被泛素 - 蛋白酶体系统降解。还揭示了实际在人类中实际发现的两个单核苷酸多态性（F208，S441N）被与上述突变体相同的机制降解，从而导致表达水平降低。因此，为了进一步验证，通过电子显微镜观察细胞内的状况。结果，在用蛋白酶体抑制剂MG132处理的表达突变体ABCG2的细胞中，我们能够观察到细胞内称为aglysomes的聚集体。此外，当使用ABCG2特异性抗体时，通过免疫电子显微镜观察到ABCG2特异性抗体，在含量的体内确认了阳性ABCG2反应。（2）使用离子陷阱型质谱仪ABCG2的蛋白质组分析发生在内质网中，借助各种伴侣蛋白，并引入了糖基化，从而形成了高阶结构。此外，还选择了内质网状，以确定它是作为未成熟蛋白降解还是将其作为成熟蛋白转运到高尔基体，伴侣蛋白似乎参与了这种选择。因此，我们使用离子陷阱型质量分析仪来搜索与ABCG2相互作用的伴侣蛋白。作为突变体ABCG2，使用了缺乏S-S结合和聚糖和降低表达水平的单核苷酸多态性的突变体。结果，检测到了特异性结合突变体形式的几种伴侣蛋白。

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Disulfide bond formation plays a crucial role in protein stability of human ABCG2

二硫键的形成在人ABCG2的蛋白质稳定性中起着至关重要的作用

DOI：
发表时间：
2007
期刊：
影响因子：
0
作者：
Komada;M.;寺田信生;花房洋;佐藤裕介;佐藤裕介;花房洋;遠藤彬則;遠藤彬則;駒田雅之;駒田雅之;向井明子;駒田雅之;駒田雅之;遠藤彬則;若林香菜子
通讯作者：
若林香菜子

The impacts of posttranslational modifications and non-synonymous SNPs on the protein stability of human ABC transporter ABCG2 protein in culture cells

翻译后修饰和非同义 SNP 对培养细胞中人 ABC 转运蛋白 ABCG2 蛋白稳定性的影响

DOI：
发表时间：
2010
期刊：
影响因子：
0
作者：
Hiroshi Nakagawa;Kanako Wakabayashi-Nakao;Ai Tamura;Yu Toyoda;Shoko Koshiba;Tomoka Furukawa;Toshihisa Ishikawa
通讯作者：
Toshihisa Ishikawa

Ubiquitin-mediated proteasomal degradation of non-synonymous SNP variants of human ABC transporter ABCG2