オートファジー関連蛋白質Atg8-PE結合体の構造解析と機能解析

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タンパク質分解経路の一つであるオートファジーにおいて、Atg8-phosphatidylethanolamine (PE)結合体はオートファゴソーム形成に関わる重要な因子である。本研究ではAtg8-PE結合体の構造解析を目指し、オートファゴソーム形成機構の謎を明らかにすることを目的としている。当該年度は昨年度に引き続き難航していたAtg8-PE結合体の結晶化に取り組んだ。昨年度約91%の純度でAtg8-PE結合体を精製することができ、各種結晶化スクリーニングKitを用いて結晶化スクリーニングを行っているが、現在のところAtg8-PE結合体の結晶を得るには至っていない。Atg8-PE結合体はAtg3の働きによりAtg8をPEへ結合させて作られる。そこで、Atg3-Atg8相互作用に着目し、NMR法を用いてAtg3-Atg8相互作用の詳細な相互作用様式の解析を行い、その生物学的意義の解析を行った。Atg8はWXXL配列というAtg8-family interacting motif (AIM)を特異的に認識することが報告されており、Atg3にも270番目から273番目にTrp-Glu-Asp-Leuという配列が酵母間で良く保存されていた。このとから、このAtg3は領域を介してAtg8と相互作用していると予測し、NMR法を用いた滴定実験及び転位交差飽和法を用いてAtg3はAIMを介してAtg8と相互作用していることを示した。さらにin vitro, in vivoにおける解析を行い、Atg3-Atg8相互作用は酵母における選択的オートファジーにとって重要であることを示した。