小胞体品質管理に関わるジスルフィド結合還元カスケードおよびＥＲＡＤ経路の解明

阐明内质网质量控制中涉及的二硫键还原级联和 ERAD 途径

• 批准号: 12J05256
• 负责人: 萩原 誠智
• 金额: $ 2.32万
• 依托单位: Tohoku University (2013-2014)Kyushu University (2012)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2012
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2012-04-01 至 2015-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-12J05256/
• 关键词: ERAD; E2活性; 逆行輸送複合体; 品質管理; 量的管理; 小胞体; PDIファミリータンパク質; レドックス; 結晶構造解析; 小胞体レドックス環境; ライブセルイメージング; 蛋白質品質管理; 小胞体関連分解; セレノプロテイン

小胞体における新生タンパク質の品質管理機構について研究を行った。小胞体における異常タンパク質の分解機構である小胞体関連分解（ERAD）の鍵と考えられている逆行輸送複合体（ERAD複合体）のユビキチン結合(E2)酵素UBC6e依存的な調節機構に着目し研究を実施した。UBC6eは小胞体膜に存在するテールアンカー型の膜タンパク質であり、ユビキチン結合酵素として働く。UBC6e欠損マウスを用いた解析からUBC6e欠損により、ERAD複合体のいくつかの因子のタンパク質量が増加するという現象を見出した。先ず、このタンパク質量の増加がUBC6e依存的に調節されている事をUBC6e欠損マウス由来の繊維芽(MEF)細胞に対する入れ戻し実験により確かめた。その後、その調節がUBC6eのE2活性依存的であるがリン酸化状態には依存しない事、また小胞体内における厳密な局在、複合体状態が活性発揮に必須である事を見出した。次にUBC6eによるERAD複合体の調節が既知の異常タンパク質に対する品質管理（quality control)とは異なり、機能を有しているタンパク質に対する選択的な量的制御(quantity control)である事を発見した。方法としてはUBC6e依存的に分解されているERAD複合体因子の機能に着目し、UBC6e欠損MEF細胞と野生型MEF細胞で活性に違いがあるのかを調べる事で確かめた。UBC6e依存的に分解されるERAD複合体因子の多くはERAD活性を促進する事が既知の因子であったため、UBC6e欠損MEF細胞によりEARDが超活性になるか否かを調べた。過剰発現させたERADのモデル基質はUBC6e欠損により野生型に比べ分解が優位に促進される事を見出した。このことはUBC6eにより調節される因子は機能を有していることを強く示唆するものである。このquantity controlという概念は小胞体品質管理では今までに例をみない全く新しいものである。現在は、これらの結果をまとめ、海外一流紙に投稿準備中である。

我们研究了内质网中新生蛋白的质量控制机制。我们进行了针对泛素结合（E2）UBC6E依赖性调节机制（E2）逆行转运复合物（ERAD复合物）的研究，这被认为是内质网相关降解（ERAD）的关键，这是一种脱离了Endemal eNdemal eNdemalic eNeropliclic ligoplicliclic ligopliclicliclic ligoplic ligopliclic ligoplic ligopliclic eNeroplic in eNdepric in eNdepric in endemalic ins endemal conforc的关键。 UBC6E是一种在内质网膜中发现的尾锚型膜蛋白，可作为泛素偶联的酶。使用UBC6E缺陷型小鼠进行分析表明，UBC6E缺陷缺乏增加了ERAD复合物中几种因素的蛋白质含量。首先，通过从UBC6E缺陷型小鼠中缩回成纤维细胞（MEF）细胞来证实，蛋白质含量的增加以UBC6E依赖性方式调节。随后发现其调节取决于UBC6E的E2活性，而不是磷酸化状态，并且内质网中严格的定位和复杂状态对于施加活性至关重要。然后，我们发现UBC6E对ERAD复合物的调节是功能蛋白的选择性定量控制，这与已知异常蛋白质的质量控制不同。该方法是专注于以UBC6E依赖性方式降解的ERAD复合因子的功能，并确定UBC6E缺陷型MEF细胞和野生型MEF细胞之间的活性差异。由于已知以UBC6E依赖性方式降解的大多数ERAD复杂因子均促进ERAD活性，因此我们研究了UBC6E缺陷型MEF细胞是否会使EARD超级活跃。我们发现，过表达ERAD模型底物的UBC6E缺乏效果比野生型更有利地促进降解。这强烈表明，UBC6E调节的因素是功能性的。这种数量控制的概念是全新的，并且在内质网质量控制中是前所未有的。目前，这些结果已汇编并准备好将其提交给高级海外报纸。

项目成果

新規小胞体膜タンパク質TMX5によるWnt3a生合成調節機構/The biosynthesis regulation mechanism of Wnt3a by novel ER membrane protein TMX5

新型内质网膜蛋白TMX5对Wnt3a生物合成的调控机制

• 发表时间: 2014
• 作者: Shinji Takayanagi;Abdelkrim Talbi;Olivier Bou Matar;Nicolas Tiercelin;Mami Matsukawa;Philippe Pernod;Vladimir L. Preobrazhensky;萩原誠智
• 通讯作者: 萩原誠智

新規小胞体膜タンパク質TMX5の機能解析/The functional analysis of novel ER membrane protein TMX5

新型内质网膜蛋白TMX5的功能分析

• 发表时间: 2014
• 作者: 市橋隼人;杉本剛士;柳谷隆彦;高柳真司;松川真美;萩原誠智
• 通讯作者: 萩原誠智