哺乳類ペルオキシソーム分解の分子機構とその生理的意義に関する研究

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昨年度までに、哺乳類培養細胞を用いて、劇的なペルオキシソーム分解(ペキソファジー)条件を樹立することに成功していた。また、その過程で、ペルオキシソーム上で内在性のタンパク質のユビキチン化が誘導されていることを見出していた。本年度は、ユビキチン化されたペルオキシソームが、どのような分子の関与によって分解へと導かれるのかを解析した。細胞質においてユビキチン化されたタンパク質凝集体のオートファジーによる分解に関与するアダプタータンパク質p62とNBR1について、それぞれの関与を解析した。その結果、ペキソファジーによる分解に必須なのは、NBR1のみであった。さらに、ドメイン欠損変異体を用いた検討から、NBR1のユビキチン結合ドメインと、オートファゴソームマーカータンパク質であるLC3との結合ドメインが、ペキソファジーに必須であることを明らかにした。また、p62についても、その役割を検討した結果、ペキソファジー過程で、みられるペルオキシソーム凝集体の形成に必須であることを明らかにした。さらに、ペキソファジー時のペルオキシソームに何らかの異常が発生しているかどうかを解析した結果、ペルオキシソーム膜タンパク質が過剰に導入されている細胞では、ペルオキシソームマトリックスタンパク質のペルオキシソーム内での量が減少している傾向が見られた。このことは、ペルオキシソームが有する代謝活性が低下している場合に、そのペルオキシソームが分解対象になる可能性を示している。今後は、ペルオキシソームマトリックスタンパク質の減少と、ペルオキシソーム上のユビキチン化を結びつける分子メカニズムの解明が必要であると考えられる。