ダイズ種子貯蔵タンパク質の構造形成にかかわるフォールディング酵素の機能解明

阐明参与大豆种子储存蛋白结构形成的折叠酶的功能

基本信息

批准号：
16J05933
负责人：
奥田綾
金额：
$ 0.83万
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：
2016
资助国家：
日本
起止时间：
2016-04-22 至 2018-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では、ダイズ種子貯蔵タンパク質の立体構造形成メカニズムの解明を目的とし、小胞体におけるタンパク質の酸化的フォールディングを担う酵素、ダイズPDIファミリータンパク質の機能解明を行う。さらに、PDIを活性化する酸化酵素GmERO1についても研究を行い、ダイズの小胞体におけるタンパク質の酸化的フォールディングについて網羅的な解析を進める。本年度は以下に記す二つの研究成果を上げた。(1)ダイズPDIファミリーとGmERO1の量的バランスによる酸化的フォールディングの制御生体内におけるダイズPDIファミリーおよびGmERO1の存在量を半定量ウエスタンブロット分析により調べるとともに、複数のダイズPDIファミリーとGmERO1を組み合わせた活性測定を行った。その結果、生体内ではGmERO1や酸化が得意なダイズPDIファミリーの濃度は低く抑えられており、小胞体内でのタンパク質の酸化的フォールディングに適した比率となっていることが示唆された。これによりダイズPDIファミリーとGmERO1は機能と役割によって存在濃度が異なり、その量的バランスが小胞体におけるタンパク質の酸化的フォールディングを調節、制御しているという新たな概念を提唱するに至った。(2) GmPDIL6およびGmPDIMのNADPH依存的なグルタチオン還元活性GmPDIMおよび機能未知であった自身が同定したGmPDIL6について、NADPH依存的なグルタチオン還元活性があることを見出した。小胞体におけるグルタチオンホメオスタシスに寄与する新たなグルタチオン還元経路の存在を示唆する重要な発見である。タンパク質の酸化的フォールディングを担うPDIファミリーが、同時に小胞体のレドックス環境を調節している可能性が示唆され、小胞体内におけるタンパク質フォールディングとレドックス環境の制御との密接な関係を示すこととなった。

这项研究旨在阐明大豆储存蛋白的三维结构形成的机制，并阐明大豆PDI家族蛋白的功能，大豆PDI家族蛋白是一种负责内质网中蛋白质氧化折叠的酶。此外，我们还将研究激活PDI的氧化酶Gmero1，并对大豆内质网中蛋白质的氧化折叠进行全面分析。今年，我们已经取得了两个研究结果，如下所述。（1）通过半定量的蛋白质印迹分析研究了大豆PDI家族和gmero1之间通过定量平衡来控制氧化折叠，大豆PDI家族和gmero1在体内进行了研究，并使用多个大豆PDI家族和gmero1组合进行了活性测量。结果表明，氧化良好的gmero1和大豆PDI家族的浓度在体内保持较低，并且该比适合内质网中蛋白质的氧化折叠。这导致了一个新概念的提议，即大豆PDI家族和gmero1的存在取决于功能和作用，并且定量平衡调节并调节内质网中蛋白质的氧化折叠。（2）我们发现GMPDIL6和GMPDIM在GMPDIM和GMPDIL6中具有NADPH依赖性的谷胱甘肽还原活性，而GMPDIL6鉴定出具有未知功能的GMPDIL6，具有NADPH依赖性的谷胱甘肽还原活性。这是一个重要发现，表明存在一种新的谷胱甘肽还原途径，该途径有助于内质网中的谷胱甘肽稳态。这表明负责蛋白质氧化折叠的PDI家族可能同时调节内质网的氧化还原环境，表明内质网中蛋白质折叠与氧化还原环境的调节之间存在密切的关系。