ＴＭＸ４を中心とする小胞体膜近傍での還元ネットワークの解明

小胞体は膜によってサイトゾルと隔てられ、内腔は酸化的な環境が維持される。この酸化的な環境は酸化的なグルタチオン比によって構築されており、サイトゾルでは酸化型(GSSG):還元型(GSH)=1:100、小胞体ではGSSG:GSH=1:1～3で保たれる。また、小胞体は分泌タンパク質フォールディングの場でもあり、細胞で合成される全タンパク質のうちおよそ3分の1ものタンパク質が挿入、合成される。小胞体の酸化的な環境は、タンパク質のジスルフィド結合形成を触媒する酸化酵素が機能するために、有利な環境である。このように酸化的な環境で、酸化反応の場として捉えられてきた小胞体だが、以前我々の研究室で小胞体において初めての還元酵素が同定された。詳細な解析によって還元酵素が不良タンパク質の分解やカルシウムポンプの制御を介して、小胞体恒常性維持に貢献することが明らかとなった。一様に酸化的であると考えられてきた小胞体だが、実際は酸化反応と還元反応が入り組んでおり、複雑なレドックス環境であることが予想できる。しかし、小胞体のレドックス環境を構築するグルタチオンの合成はサイトゾルで行われており、小胞体へどのように供給されるかは解明に至っていない。小胞体へのグルタチオン供給経路を明らかにすることは、小胞体レドックス環境の構築機構を理解する上で必要不可欠である。その一方、大腸菌ペリプラズム領域へは、内膜タンパク質CydD/C複合体を介して、膜を越えてGSHが供給されることが知られている。CydD/C複合体によって供給されたGSHは、ペリプラズム領域でのタンパク質のフォールディングや成熟に関与することが報告されている。そこで、小胞体にも同様にCydD/CのようなGSH輸送体が存在するのではないかと推測し、小胞体におけるGSH輸送体の同定を目的として研究を行っている。

小胞体は膜によってサイトゾルと隔てられ、内腔は酸化的な環境が維持される。この酸化的な環境は酸化的なグルタチオン比によって構築されており、サイトゾルでは酸化型(GSSG):還元型(GSH)=1:100、小胞体ではGSSG:GSH=1:1～3で保たれる。また、小胞体は分泌タンパク質フォールディングの場でもあり、細胞で合成される全タンパク質のうちおよそ3分の1ものタンパク質が挿入、合成される。小胞体の酸化的な環境は、タンパク質のジスルフィド結合形成を触媒する酸化酵素が機能するために、有利な環境である。このように酸化的な環境で、酸化反応の場として捉えられてきた小胞体だが、以前我々の研究室で小胞体において初めての還元酵素が同定された。詳細な解析によって還元酵素が不良タンパク質の分解やカルシウムポンプの制御を介して、小胞体恒常性維持に貢献することが明らかとなった。一様に酸化的であると考えられてきた小胞体だが、実際は酸化反応と還元反応が入り組んでおり、複雑なレドックス環境であることが予想できる。しかし、小胞体のレドックス環境を構築するグルタチオンの合成はサイトゾルで行われており、小胞体へどのように供給されるかは解明に至っていない。小胞体へのグルタチオン供給経路を明らかにすることは、小胞体レドックス環境の構築機構を理解する上で必要不可欠である。その一方、大腸菌ペリプラズム領域へは、内膜タンパク質CydD/C複合体を介して、膜を越えてGSHが供給されることが知られている。CydD/C複合体によって供給されたGSHは、ペリプラズム領域でのタンパク質のフォールディングや成熟に関与することが報告されている。そこで、小胞体にも同様にCydD/CのようなGSH輸送体が存在するのではないかと推測し、小胞体におけるGSH輸送体の同定を目的として研究を行っている。