選択的オルガネラ分解の分子機構解析とオルガネラ内での有用タンパク質生産への応用

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本申請者は、メチロトロフ酵母Pichia pastorisに見られるペルオキシソーム特異的分解反応、ミクロペキソファジーに関する生化学、細胞生物学両面からの機能解明を試みた。本機構に必須な遺伝子を数多く取得したが、このうちPaz2、Paz3は、本申請者が初めて見出した、ミクロペキソファジー誘導時に形成される新規膜構造体、MIPA (Micropexophagy apparatus)に共局在することを以前報告した。ところで、それぞれのPazタンパク質に対して、たんぱく質へのユビキチン化に類似した反応機構が存在することが示唆されており、本申請者はこの反応機構の解明を試みるために、Paz3の修飾に関与すると考えられるPaz16を新規に同定した。本タンパク質に緑色蛍光タンパク質GFPを付加し、細胞内局在変化を追跡したところ、通常生育時には培地中の炭素源に依存した局在変化が見られ、メタノール培養時のみに、PAS(Pre-autophagosomal structure)への局在が観察された。現在までメタノール培養時にPASに局在するタンパク質は知られておらず、その挙動は興味深い。さらにミクロペキソファジーを誘導すると、以前報告したPaz2、Paz3と同様に、MIPAへの局在変化が観察された。つまりMIPA形成には、以前報告したPaz2に対する修飾反応に加え、Paz3-Paz16が関与する修飾反応が必要であることを示唆する結果を得た。これら結果に免疫沈降法等の生化学的解析を加えることで、タンパク質間相互作用を明らかとし、MIPA形成時に必要となるこれらPazタンパク質群の修飾反応経路が明らかになると考えられる。