Identification and analysis of the structure-function relationship of eukaryotic glycolipids involved in protein sorting and insertion into membanes

参与蛋白质分选和插入膜的真核糖脂的结构-功能关系的鉴定和分析

• 批准号: 22K19262
• 负责人: 西山 賢一
• 金额: $ 4.08万
• 依托单位: Iwate University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-06-30 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K19262/
• 关键词: タンパク質膜挿入; 細胞内選別輸送; リポソーム; MPIase; 小胞体; ミトコンドリア

タンパク質が細胞質で生合成されたのち、それらが機能を発揮する場所に輸送され局在化する。この分子機構については概ね明らかにされているが、一部の膜タンパク質の選別輸送・膜挿入機構が未解明である。申請者らは、モデル生物大腸菌のタンパク質膜挿入機構を研究し、膜挿入に必須の糖脂質MPIaseを発見した。タンパク質膜挿入機構は基本的にすべての生物で保存されているため、真核生物でもMPIase様の機能をもつ物質が存在する可能性を着想した。ヒト由来のHeLa細胞からミトコンドリアや小胞体を分画し、MPIaseと同様の抽出により、膜挿入活性を示す糖脂質が得られた。本研究では、まず、使用細胞や細胞分画法の検討を行った。その結果、HeLa細胞をホモジナイザーで破砕し、分画するともっとも効率よくMPIaseホモログの抽出が可能であることが判明した。HeLa細胞は凍結しても新鮮なものを用いても同様の抽出効率であった。ミトコンドリアと小胞体からMPIaseホモログを単離・精製し、選別輸送・膜挿入に関与することを示す。各オルガネラのMPIaseホモログを抽出し、リポソームに再構成したところ、小胞体タンパク質（Cytochrome b5）は小胞体抽出物を含むリポソームに、ミトコンドリアタンパク質（Tom5）はミトコンドリア抽出物を含むリポソームに効率よく膜挿入した。これらの結果は、MPIaseホモログによりタンパク質選別輸送・膜挿入が達成されたことを示している。現在、構造解析に十分な量（目標数ミリグラム）のMPIaseホモログの精製を進めている。

タ ン パ ク qualitative が cytoplasm で biosynthesis さ れ た の ち, そ れ ら が function を 発 swing す る places に conveying さ れ bureau in turn す る. こ の molecular institutions に つ い て は almost ね Ming ら か に さ れ て い る が, a の membrane タ ン パ ク qualitative の choose don't conveying, membrane が scions into is not interpret で あ る. Applicants ら は, モ デ ル biological coliform の タ ン パ ク plasma membrane scions into し を research, lipid membrane scions into に must の sugar MPIase を 発 see し た. タ ン パ ク plasma membrane scions into institutions は basic に す べ て の biological で save さ れ て い る た め, eukaryotes で も MPIase others の function を も つ が matter す る possibility think を し た. ヒ ト origin の HeLa か ら ミ ト コ ン ド リ ア や small cell body を painting し, MPIase と with others の spare に よ り, membrane scions into active を shown す sugar lipid が ら れ た. In this study, で で, まず, and the を line った were explored using the や cell subdivision method 検 検. そ の results, HeLa を ホ モ ジ ナ イ ザ ー で broken 砕 し, painting す る と も っ と も sharper rate よ く MPIase ホ モ ロ グ の may take が で あ る こ と が.at し た. The efficiency of extracting HeLa cells from <s:1> frozen て て fresh な を を を similar to those extracted from て て is であった. ミ ト コ ン ド リ ア と small cell body か ら MPIase ホ モ ロ グ を 単 from, refined し, choose don't conveying, membrane scions into に masato and す る こ と を す. Each オ ル ガ ネ ラ の MPIase ホ モ ロ グ を spare し, リ ポ ソ ー ム に reconstitution し た と こ ろ, small cell body タ ン パ ク mass (Cytochrome B5) は small cell body extract contains を む リ ポ ソ ー ム に, ミ ト コ ン ド リ ア タ ン パ ク mass (Tom5) は ミ ト コ ン ド リ ア extract contains を む リ ポ ソ ー ム に sharper rate よ く membrane scions into し た. こ れ ら の results は, MPIase ホ モ ロ グ に よ り タ ン パ ク scions into qualitative choose don't conveying, membrane が reached さ れ た こ と を shown し て い る. Now, construct the analysis of に tenfold な quantity (target number リグラム リグラム) <s:1> MPIaseホモログ <s:1> refine を into めて る る る.

项目成果

Structural Requirements of a Glycolipid MPIase for Membrane Protein Integration

膜蛋白整合的糖脂 MPIase 的结构要求

• DOI: 10.1002/chem.202300437
• 发表时间: 2023
• 期刊: Chemistry - A European Journal
• 作者: Fujikawa Kohki;Han Youjung;Osawa Tsukiho;Mori Shoko;Nomura Kaoru;Muramoto Maki;Nishiyama Ken‐ichi;Shimamoto Keiko
• 通讯作者: Shimamoto Keiko

生体膜保護物質（BPF）の同定・構造機能解析

生物膜保护物质（BPF）的鉴定及结构功能分析

• 发表时间: 2022
• 作者: 渡会未夢;古谷萩;Wiriyasemkul Pattama;永森收志;西山賢一
• 通讯作者: 西山賢一

A bacterial glycolipid essential for membrane protein integration

膜蛋白整合所必需的细菌糖脂

• DOI: 10.1016/bs.accb.2022.09.005
• 发表时间: 2022
• 期刊: Advances in Carbohydrate Chemistry and Biochemistry
• 作者: Fujikawa Kohki;Mori Shoko;Nishiyama Ken-ichi;Shimamoto Keiko
• 通讯作者: Shimamoto Keiko

膜挿入基質タンパク質GFP-Tom5の精製

插膜底物蛋白 GFP-Tom5 的纯化

• 发表时间: 2022
• 作者: 木村 樹南;森 祥子;藤川 紘樹;島本 啓子;西山 賢一
• 通讯作者: 西山 賢一

MPIase生合成酵素の探索

寻找MPIase生物合成酶

• 发表时间: 2022
• 作者: 澁谷まゆ;Han Youjung;大澤月穂;藤川紘樹;島本啓子;西山賢一
• 通讯作者: 西山賢一