異常ｍＲＮＡ分子内切断機構におけるＥ３ユビキチンライゲースＨｅｌ２の機能解析

E3泛素连接酶Hel2在异常mRNA分子内裂解机制中的功能分析

基本信息

批准号：
14J03919
负责人：
池内健
金额：
$ 1.79万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2014
资助国家：
日本
起止时间：
2014-04-25 至 2017-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

遺伝子発現過程における、翻訳伸長反応の停滞に起因するmRNA品質管理機構No-go decay (NGD)およびタンパク質品質管理機構Ribosome-associated quality control (RQC)の機構解明を目的としてE3ユビキチン化酵素Hel2に着目して研究を行なった。本研究において、Hel2がNGD機構の初期段階にあたる「mRNA分子内切断」に必須であることを明らかにした。また、E2ユビキチン結合酵素と相互作用するHel2のRING-fingerドメインがNGD機構の惹起に必須であることを明らかにした。Hel2の機能を明らかにするためユビキチン化標的基質の探索を行なった。その結果Hel2のユビキチン化基質を複数同定し、これらのうち一つの基質に関してそのユビキチン化がRQCの惹起過程に必須であることを明らかにした。基質のユビキチン化サイトの点変異体を作製しRQCの表現型を解析した結果は、HEL2欠損株と全く同一であった。さらに、試験管内ユビキチン化反応系を新規に構築、解析を行ない、Hel2が直接基質のユビキチン化を行なうことを確認した。またHel2の標的基質のユビキチン化様式に関して解析を行なった。既知の品質管理因子との機能関連性に関しても解析を行ない、Hel2が2つの品質管理機構の初期段階において機能することも確認した。本研究により、Hel2は翻訳伸長停滞に起因する品質管理機構NGDおよびRQCの双方に必須であること、Hel2による基質のユビキチン化が品質管理機構の惹起段階に強く関与していることを明らかにした。

我们重点关注E3泛素化酶Hel2，旨在阐明由翻译停滞引起的mRNA质量控制机制No-go Decay（NGD）和蛋白质质量控制机制核糖体相关质量控制（RQC）的机制。基因表达过程中的延伸反应并进行了研究。在这项研究中，我们揭示了 Hel2 对于“mRNA 分子内切割”至关重要，这是 NGD 机制的早期步骤。我们还发现，Hel2 的环指结构域与 E2 泛素结合酶相互作用，对于触发 NGD 机制至关重要。为了阐明Hel2的功能，我们寻找泛素化的靶底物。结果，我们鉴定了 Hel2 的多种泛素化底物，并揭示其中一种底物的泛素化对于 RQC 启动过程至关重要。我们创建了底物泛素化位点的点突变体并分析了RQC表型，结果与HEL2缺陷菌株完全相同。此外，我们构建并分析了一个新的体外泛素化反应体系，并证实Hel2直接泛素化底物。我们还分析了 Hel2 靶底物的泛素化模式。我们还分析了与已知质量控制因素的功能关系，并证实Hel2在两种质量控制机制的早期阶段发挥作用。这项研究表明，Hel2 对于 NGD 和 RQC 都是必不可少的，这是一种由翻译延伸停滞引起的质量控制机制，并且 Hel2 对底物的泛素化与质量控制机制的启动阶段密切相关。