構造生物学的アプローチによる小胞体関連分解装置の分子認識と作動機構の解明

使用结构生物学方法阐明内质网相关降解装置的分子识别和操作机制

• 批准号: 20059030
• 负责人: 加藤 晃一
• 金额: $ 1.86万
• 依托单位: National Institutes of Natural Sciences Okazaki Research Facilities
• 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: 2008
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2008 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20059030/
• 关键词: NMR; 結晶構造解析; ERAD; 糖鎖; 細胞内レクチン; ユビキチン

小胞体関連分解(ERAD)は、小胞体内で不要となったタンパク質を選別・除去する機構である。このシステムの中核をなすのは、小胞体膜上に集合した多数のタンパク質から構成される精緻な分子装置(ERADマシーナリー)である。本研究では、ERADマシーナリーを構成する要素タンパク質の間の相互作用のネットワークならびに標的分子との動的な相互作用を明らかにすることを通じて、本分子装置の動作メカニズムを解明することを目的とした。本年度の主な成果は、糖鎖およびポリユビキチン鎖ライブラリーの構築・拡張と、ERADマシーナリーの要素タンパク質である細胞内レクチンの分子認識を明らかにしたことである。(1)酵母の各種変異体から種々の高マンノース型糖鎖を精製し高マンノース型糖鎖ライブラリーの構築を行った。得られたライブラリーを利用して、レクチン様タンパク質OS-9との相互作用をフロンタルアフィニティークロマトグラフィーにより解析した。その結果、OS-9は3本鎖糖鎖のD3アームと呼ばれる枝を特異的に認識することが明らかとなった。このことと我々のこれまでの研究成果と考え合わせることにより、分子シャペロン、積荷受容体、分解レクチンなどとして機能している一連の細胞内レクチンが、高マンノース型糖鎖の異なる部位を特異的に認識しており、小胞体からゴルジ体にいたる過程で現れる糖鎖のプロセシング中間体を捕捉することを通じて担体タンパク質の運命を決定していることが明らかとなった。(2)酵素的および化学的反応を駆使して様々な鎖長のポリユビキチン鎖を構築し、ライブラリー化することに成功した。さらに、特定の位置のサブユニットを同位体標識したポリユビキチン鎖にも成功した。これによりX線結晶解析およびNMRを用いてdi-ubiqutin、tri-ubiquitinの構造解析を動的な部分を含めて行うための基盤が整った。

ERAD is the mechanism for selecting and removing substances within cells. The core of the system is assembled on the membrane of the small cell to form an exquisite molecular device (ERAD). This study is aimed at understanding the interaction between the elements and the target molecules. This year's main achievements include: the construction of the sugar chain, the construction of the sugar chain, and the molecular understanding of the intracellular sugar chain. (1)Yeast's various varieties of sugar chain are refined. Get the best out of the game. As a result, OS-9 has a special understanding of the D3 lock. The research results of this study include the specific understanding of the molecular structure, charge accumulation receptor, decomposition and function of a series of intracellular chains, high-level chains and different sites of sugar chains. In the process of cell transformation, the sugar chain is selected and the intermediate is captured. In the process, the fate of the carrier is determined. (2)The enzyme and the chemical reaction make it possible to construct a chain of enzymes. For example, if you want to use a specific location, you can use a different location. X-ray crystallographic analysis and NMR are used to analyze the structure of di-ubiqutin and tri-ubiquitin.

项目成果

糖鎖認識を介した糖タンパク質の細胞内運命の決定機構

通过碳水化合物识别确定糖蛋白细胞内命运的机制

• 发表时间: 2009
• 期刊: 生物物理 (印刷中)
• 作者: 神谷由紀子;加藤晃一
• 通讯作者: 加藤晃一

Molecular and structural basis of the mechanisms underlying the glycoprotein-fate determination by the intracellular lectins

细胞内凝集素决定糖蛋白命运的机制的分子和结构基础

• 发表时间: 2008
• 作者: Kamiya;Y;Kamiya;D.;Nishio;M.;and Kato;K.
• 通讯作者: K.

構造糖鎖生物学と糖鎖創薬 : オーバービュー

结构糖生物学和聚糖药物发现：概述

• 发表时间: 2008
• 期刊: 蛋白質核酸酵素 53
• 作者: Quan;E. M.;Kamiya;Y.;Kamiya;D.;Denic;V.;Weibezahn;J.;Kato;K.;and Weissman;J. S.;加藤晃一
• 通讯作者: 加藤晃一

超高磁場NMRを利用したタンパク質・複合糖質の構造解析

使用超高场 NMR 对蛋白质和复杂碳水化合物进行结构分析

• 发表时间: 2008
• 作者: 加藤晃一;笹川拡明;神谷由紀子;中野路子;杉原隆広;内海真穂;山口芳樹
• 通讯作者: 山口芳樹

細胞内レクチンによる糖蛋白質の輸送と品質管理の構造基盤

糖蛋白转运的结构基础和细胞内凝集素的质量控制

• 发表时间: 2008
• 期刊: 蛋白質核酸酵素 53
• 作者: 神谷由紀子;加藤晃一
• 通讯作者: 加藤晃一