小胞体内液液相分離の作用機序解明と化学的制御

阐明内质网液-液相分离的作用机制和化学控制

• 批准号: 22H02205
• 负责人: 奥村 正樹
• 金额: $ 11.07万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22H02205/
• 关键词: 酸化的フォールディング; 小胞体; 化学制御; 液滴; LLPS; 相分離; レドックス; 溶液構造解析

天然変性領域を持たない小胞体局在シャペロンの相分離機構を明らかにするため、液滴形成に必要な最小単位の領域を特定し、液滴の表面や内部の構造情報を得ることは最も重要である。そこで各ドメインを分離し相分離能を位相差顕微鏡やホログラフィック顕微鏡で評価した結果、相分離に不可欠な領域を特定した。さらにこの領域にどのような構造変化が伴うのかをNMRで検証した結果、相分離駆動に重要な残基を特定した。小胞体内相分離の生理学的意義を追求するため、U2OS細胞を用いて、免疫沈降法を用いて検証した結果、細胞内fociを確認することが出来た。小胞体局在シャペロンの相分離が特定の基質を濃縮するかどうかをGFPtagを用いた蛍光顕微鏡、およびホログラフィック顕微鏡で検証した。その結果、幾種かのシャペロン、酵素、基質、低分子化合物の濃縮の可視化に成功し、濃縮における選択性を示すことが出来た。ホログラフィック顕微鏡からは、相分離駆動だけでなく、制御する特定因子を見出した。今後in vitro, 細胞生物学におけるこれら因子の機能評価を行う必要がある。さらにホログラフィック顕微鏡液滴内部が酸化還元依存的に内部の密度が変化することを示唆する結果を得た。そこで、新たなチオール化合物の開発は酸化還元依存的相分離制御の化学制御が可能になると考え、幾種かの新規チオール化合物を開発した。その結果、汎用されるチオール化合物であるグルタチオンよりも遥かにチオール・ジスルフィド交換反応を触媒することが出来ることを示し、論文として発表した。

The nature of the domain is maintained in small cells, and the phase separation mechanism of the droplet is clearly defined. The minimum domain necessary for droplet formation is specified. The surface of the droplet and the internal structure information are obtained. Each phase separation can be determined by a phase difference microscope. In addition, the structure of the domain is changed, and the NMR results are verified, and the important residues are specified. The physiological significance of phase separation in small cells is investigated. The results of immunoprecipitation and identification of intracellular foci are presented. The phase separation of small cells in the matrix is concentrated by GFPtag, which is detected by optical microscope. The results, several kinds of enzymes, substrates, low molecular weight compounds concentration visualization success, concentration of selectivity and display The specific factors of phase separation and control can be seen in micromirrors. In the future, cell biology is necessary to evaluate the function of factors. The result of the change in the density of the droplets depends on the acidification factor. Therefore, the development of new As a result, the use of these compounds in general has been shown in this paper.

项目成果

韓国基礎科学研究所(韓国)

韩国基础科学研究所（韩国）

小胞体内における酸化的フォールディング触媒ネットワークの理解

了解内质网中的氧化折叠催化网络

• 发表时间: 2022
• 作者: Satoshi Murata (Ed) （Chapter 4.9;pp. 167-173を松浦が執筆担当）;奥村正樹
• 通讯作者: 奥村正樹

ホログラフィック顕微鏡を用いた相分離観察例の紹介

使用全息显微镜的相分离观察实例介绍

• 发表时间: 2022
• 作者: Nomura K;Mori S;Fujikawa K;Osawa T;Tsuda S;Yoshizawa-Kumagaye K;Masuda S;Nishio H;Yoshiya T;Yoda T;Shionyu M;Shirai T;Nishiyama KI;Shimamoto K.;今西未来;奥村正樹
• 通讯作者: 奥村正樹

各生物学的階層におけるタンパク質品質管理の理解

了解每个生物学水平的蛋白质质量控​​制

• 发表时间: 2023
• 作者: 定浪裕大;澤田晋一;佐々木善浩;秋吉一成;奥村正樹
• 通讯作者: 奥村正樹

各階層における酸化的フォールディング触媒システムの理解

了解各个层面的氧化折叠催化剂系统

• 发表时间: 2022
• 作者: Sakaguchi Kana;Tamiaki Hitoshi;吉田将人，松下朝哉，木越英夫;奥村正樹
• 通讯作者: 奥村正樹