分解タンパク質の配送システムの分子機構

降解蛋白递送系统的分子机制

基本信息

批准号：
19044032
负责人：
小林英紀
金额：
$ 3.97万
依托单位：
Okayama University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
2007
资助国家：
日本
起止时间：
2007 至 2008
项目状态：
已结题

项目摘要

ユビキチン依存タンパク質分解経路は、細胞周期、ストレス応答、ミスフォルド蛋白質の選別・排除などの細胞生理機能において、タンパク質の選別と分解を制御する中心的役割を果たしている。ユビキチン依存タンパク質分解経路は、ポリユビキチン鎖を分解タンパク質に付加するユビキチン経路と、ポリユビキチン鎖で標識された分解タンパク質を実際に分解するプロテアソーム装置の両経路で構成される。本研究では、ユビキチン依存プロテアソーム経路を構成する「第3の経路」として位置付けられる、タンパク質分解配送経路を解明することを目的として、UBL-UBA蛋白質の配送機能における役割、分解タンパク質におけるユビキチン鎖の選択性とその調節的役割について、出芽酵母とほ乳類培養細胞を用いて解析した。(1) In vitro mutagenesisによりリジン残基のポリユビキチン鎖(K29, K48, K63鎖)変異体を作成し、配送因子Dsk2との結合選択性を調べた。その結果、UBLドメインのK29鎖が配送経路を制御することが示された。(2) 出芽酵母UBL-UBAタンパク質Dsk2に結合するPth2とDif1を同定し、その機能解析を行った。Pth2はUBLドメインに結合してタンパク質分解の配送経路を抑制的に調節する制御因子であること、また、Dif1は浸透圧ストレスに感受性を示す配送因子の結合タンパク質であることが明らかになった。(3) ストレスに応答して分解されるほ乳類スモールGタンパクGtr2の分解のしくみと配送経路との関係を解析し、Gtr1結合タンパク質とGtr2, Ego1の結合特異性を明らかにした。これらの研究成果は、ユビキチンープロタソーム経路によるタンパク質分解がDsk2配送因子のユビキチン鎖(K29鎖)によって調節制御を受けていること、また、配送因子Dsk2がストレス応答に関与することを示している。ユビキチン依存タンパク質分解とストレス応答制御の今後の研究に重要な知見として位置づけられる。

泛素依赖性蛋白水解途径在控制蛋白质分选和降解的细胞生理功能（例如细胞周期，应激反应以及错误折叠的蛋白质选择和排除）中起着核心作用。泛素依赖性的蛋白水解途径既由泛素途径组成，泛素途径将多偶联蛋白链添加到降解蛋白和蛋白酶体装置中，实际上是降解用多偶联蛋白链标记的降解蛋白的蛋白酶体。在这项研究中，我们分析了UBL-UBA蛋白在递送功能中的作用，以及泛素链在降解蛋白中的选择性，及其使用萌芽酵母和哺乳动物培养细胞的调节作用，目的是阐明蛋白水解途径，该路径被定位为“第三途径”。（1）制备了赖氨酸残基的多泛素链（K29，K48，K63链）突变体的体外诱变，并研究了与递送因子DSK2的结合选择性。结果表明，UBL域的K29链控制输送路线。（2）鉴定了与出现的酵母UBL-UBA蛋白DSK2结合的PTH2和DIF1，并进行了功能分析。已经揭示了PTH2是一种与UBL结构域结合并抑制蛋白水解的递送途径的调节剂，并且DIF1是递送因子的结合蛋白，对渗透应激敏感。（3）我们分析了哺乳动物小G蛋白GTR2的降解机理之间的关系，该疗程会根据应力和递送途径降解，并揭示了GTR1结合蛋白以及GTR2和GTR2和EGO1的结合特异性。这些发现表明，泛素蛋白--------途径的蛋白水解受DSK2递送因子的泛素链（K29链）调节，并且递送因子DSK2参与了应力响应。它被定位为对泛素依赖性蛋白水解和应激反应控制的未来研究中的一个重要发现。