小胞体内酸化還元バランスのダイナミックな制御機構の解明

阐明内质网氧化还原平衡的动态控制机制

基本信息

批准号：
12J04142
负责人：
垣花太一
金额：
$ 1.15万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2012
资助国家：
日本
起止时间：
2012 至 2013
项目状态：
已结题

项目摘要

本年度、私は二つのテーマについて研究を行った。一つ目は小胞体内で膨大な量の分泌タンパク質のフォールディングを担う小胞体酸化酵素、ErolとPrx4の局在メカニズムに関する研究である。これら二つの酸化酵素は、小胞体に必須な酵素であるにも関わらず、小胞体局在タンパク質を小胞体に係留させる小胞体残留シグナルをもたないという、非常に興味深い特徴を有している。私は、この二つの酸化酵素が、ERp44とPDIによって、小胞体と小胞体一ゴルジ中間体の二段階で係留を受けていることを明らかにした。この成果は、2013年10月付けでJournal of Biological Chemistry掲載された。さらに、2013年10月に金沢大学で行われた第8回小胞体ストレス研究会で私が口頭発表を行い大きな反響を得た。二つ目のテーマは、サイトゾルでのタンパク質のホメオスタシスの乱れが、別のオルガネラである小胞体にどのような影響を及ぼすかを研究目的に研究を行った。これまで、個々のオルガネラ単位でのタンパク質の品質管理機構については多くの知見が報告されているが、オルガネラを隔離する脂質二重膜を越えて、オルガネラ間でのタンパク質の品質管理及び恒常性維持機構については、全く研究が行われていなかった。私は、North Western大学のMorimoto. R教授とMax Planck研究所のHartl. U教授らとの共同研究の下、サイトゾルでのプロテアソーム阻害や凝集性タンパク質の発現、さらに老化に伴って、小胞体内のレドックスバランスを還元的にシフトさせる現象を発見した。小胞体内がレドックス環境は分泌タンパク質の分泌遅延や、カルシウム制御の乱れを引き起こすことが知られている。こうした背景から、我々の発見した現象はサイトゾルでのタンパク質の品質管理の乱れが、小胞体に障害をもたらすだけでなく、細胞内外での機能制御の乱れへと発展するという新たな経路を示唆する。これらの知見をまとめ、現在国際科学誌に投稿準備を進めている

今年，我进行了两个主题的研究。第一个是研究 Erol 和 Prx4 的定位机制，这两种内质网氧化酶负责在内质网内折叠大量分泌蛋白。虽然这两种氧化酶是内质网必需的酶，但它们有一个非常有趣的特征，即它们不具有将内质网定位蛋白锚定到内质网的内质网保留信号。我发现这两种氧化酶在两个阶段被 ERp44 和 PDI 束缚：内质网和内质网-高尔基体中间体。该成果于2013年10月发表在《生物化学杂志》上。此外，我还在2013年10月在金泽大学举行的第八届内质网应激研究小组上做了口头报告，得到了很大的反响。第二个主题是研究细胞质中蛋白质稳态的破坏如何影响另一个细胞器，即内质网。到目前为止，已经报道了许多关于个体细胞器水平的蛋白质质量控制机制的研究结果，但尚未对该机制进行研究。我们与西北大学的 Morimoto R. 教授和 Hartl 教授合作，发现了一种还原性地改变体内氧化还原平衡的现象。众所周知，内质网内的氧化还原环境会导致分泌蛋白的延迟分泌和钙调节的紊乱。在此背景下，我们发现的现象表明了一种新途径，细胞质中蛋白质质量控制的破坏不仅会导致内质网受损，还会发展为细胞内外功能控制的破坏。我们总结了这些发现，目前正准备将其提交给国际科学期刊。

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）

Dynamic regulation of Erola and Prx4 localization in the secretory pathway

分泌途径中 Erola 和 Prx4 定位的动态调节

DOI：
发表时间：
2012
期刊：
影响因子：
0
作者：
Taichi Kakihana;Kazutaka Araki;Stefano Vavassori;Shun-ichiro Iemura;Margherita Cortini;Claudio Fagioli;Tohru Natsume;Roberto Sitia and Kazuhiro Nag ata;垣花太一
通讯作者：
垣花太一