チオレドキシン様ドメインを持つ小胞体膜タンパク質の機能解析

具有硫氧还蛋白样结构域的内质网膜蛋白的功能分析

• 批准号: 10J06466
• 负责人: 杉浦 仁美
• 金额: $ 0.45万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2010
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2010 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-10J06466/
• 关键词: 小胞体; レドックス; タンパク質品質管理; チオレドキシン; フォールディング; カルネキシン

小胞体では、(1)タンパク質品質管理、(2)Ca^<2+>恒常性と(3)酸化還元反応の3者は密接に関係している。TMX4は小胞体内で還元酵素として機能することから、「TMX4は小胞体内およびサイトゾルのCa^<2+>濃度を感知し、小胞体内のRedox状態を変化させ、タンパク質フォールディングの制御に関わっている」という機能モデルを考え、検証した。今年度はこのモデルを提唱するために必要な実験のうち、コンプレックス解析、Ca^<2+>との結合性、タンパク質品質管理機構に対する影響、に関する研究を実施した。産業技術総合研究所・夏目チームとの共同研究によって、TMX4と相互作用するタンパク質を質量分析法によって網羅的に解析を行ったところ、CNX、ERp57など、Ca^<2+>と密接な関係を持つ小胞体シャペロンタンパク質との相互作用が観察された。また、ショ糖密度勾配遠心法を用いて、内在性TMX4がCNX、ERp57と複合体を形成している可能性を明らかにした。TMX4のC末端ドメインリコンビナントタンパク質のCDスペクトルを測定し、Ca^<2+>濃度依存的構造変化を検証し、TMX4のC末端の構造はカルシウム濃度に関係がないことが明らかになった。培養細胞を用いて、TMX4発現量を変化させ、放射性同位元素を用いたパルスチェイス実験により、TMX4の発現量変化が、(1)代表的な分泌タンパク質のフォールディング、(2)小胞体関連分解モデル基質の分解効率いずれにも影響を与えないことを明らかにした。本研究によって、TMX4は還元酵素として小胞体フォールディング機構に関与する可能性を示すことができた。フォールディングに関与する還元酵素の初めての例としてTMX4を同定する事ができたという点で、本研究は小胞体タンパク質品質管理の理解を深めるための大きな成果をあげたと言える。

在内质网中，三个政党密切相关：（1）蛋白质质量控​​制，（2）Ca^<2+>稳态和（3）氧化还原反应。由于TMX4在内质网中起还原酶的作用，因此我们考虑并测试了一个功能模型，该功能模型指出“ TMX4在内质网中感应Ca^<2+>浓度，在细胞质中，在胞质溶胶中变化，在内胞质中改变了Redox状态，并在腹膜内肿瘤中涉及蛋白质折叠。”今年，我们对复杂分析进行了研究，与CA^<2+>结合，及其对蛋白质质量控​​制机制的影响以及提出该模型所需的实验中。与国家先进工业科学技术研究所的卫生所团队合作，使用质谱与TMX4相互作用的蛋白质的全面分析显示，与CA^<2+>有密切关系的内质网蛋白相互作用，例如CNX和ERP57与CA^<2+>密切相关。我们还使用蔗糖密度梯度离心揭示了内源性TMX4与CNX和ERP57形成复合物的可能性。测量了TMX4的C末端结构域重组蛋白的CD光谱，并验证了Ca^<2+>浓度依赖性结构变化，并发现TMX4的C端的结构与钙浓度无关。使用培养的细胞，改变了TMX4的表达水平，使用放射性同位素进行脉冲追逐实验表明，TMX4表达水平的变化对（1）折叠代表性分泌的蛋白质或（2）内植物网状网状相关降解模型模型的降解效率。这项研究表明，TMX4可能参与内质网折叠机制作为还原酶。可以说这项研究取得了良好的结果，可以加深我们对内质网蛋白质量控制的理解，因为它能够识别TMX4是涉及折叠的还原酶的第一个例子。

项目成果

チオレドキシン様ドメインを持つ小胞体膜タンパク質TMX4は還元酵素として機能する

TMX4 是一种具有硫氧还蛋白样结构域的内质网膜蛋白，具有还原酶的功能

• 发表时间: 2010
• 作者: 杉浦仁美;新木和孝;家村俊一郎;夏目徹;寳関淳;永田和宏
• 通讯作者: 永田和宏

The novel thioredoxin-related transmembrane protein 4 works as a reductase in the endoplasmic reticulum

新型硫氧还蛋白相关跨膜蛋白 4 在内质网中充当还原酶

• 发表时间: 2010
• 作者: 杉浦仁美;新木和孝;家村俊一郎;夏目徹;寳関淳;永田和宏
• 通讯作者: 永田和宏