糖鎖による蛋白質の小胞体品質管理機構の解析

• Project/Area Number: 15040213
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Biological Sciences
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 細川 暢子 京都大学, 再生医科学研究所, 助教授 (00263153)
• Project Period (FY): 2003 – 2004
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2004)
• Budget Amount: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,600,000); Fiscal Year 2004: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,300,000); Fiscal Year 2003: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,300,000)
• Keywords: N結合型糖鎖 / 糖タンパク質 / 小胞体品質管理 / α-マンノシダーゼ / 小胞体関連分野 / N型糖鎖 / 小胞体マンノシダーゼI / 小胞体関連分解

Research Abstract

小胞体で生合成される新生タンパク質の多くは、N結合型糖鎖をもった糖タンパク質で、この糖鎖は小胞体・ゴルジ装置でトリミングや糖鎖付加を受けたのちに、多様な構造をもった糖鎖となって細胞外に提示される。しかしこのような複雑な糖鎖も、小胞体内では比較的単純で均一な糖鎖トリミング・糖の再付加を受けることから、N結合型糖鎖は小胞体内での新生糖タンパク質の品質管理(Quality control)に関しても重要な役割を果たしていると考えられている。新生タンパク質のフォールディングや細胞内輸送とともに、ミスフォールドしたタンパク質の小胞体関連分解(ERAD : ER associated protein degradation)は品質管理機構を担う重要なメカニズムである。私は糖タンパク質のERADを促進する機能をもったマウスタンパク質EDEM (ER degradation enhancing α-mannosidase-like protein)をクローニングしたので、小胞体品質管理機構との関わりを中心に研究を進めている。
本研究期間において、1)EDEMタンパク質は小胞体内でミスフォールドした糖タンパク質に結合し、分解されるまでの間に凝集体を形成するのを阻害するなどの、分子シャペロン様機能を果たしている可能性が考えられること、2)マウスEDEMのホモログタンパク質EDEM3をクローニングし、細胞に過剰発現させると、EDEMと同様、糖タンパク質のERADを促進する機能をもつことを明らかにすることができた。

Research Products

• [Journal Article] The maintenance of the endoplasmic reticulum network is regulated by p47,a cofactor of p97, through phosphorylation by cdc2 kinase. (2005)
  • Author(s): Kano, F. et al.
  • Journal Title: Genes of the Cells 10 Pages: 333-334
• [Journal Article] Insufficient folding of type IV collagen and formation of abnormal basement membrane-like structure in embryoid bodies derived from Hsp47-null embryonic stem cell (2004)
  • Author(s): Matsuoka, Y. et al.
  • Journal Title: Molecular Biology of the Cell 15 Pages: 4467-4475
• [Publications] Hosokawa, N. et al.: "Enhancement of endoplasmic reticulum (ER) degradation of misfolded null Hong Kong α1-antitrypsin by human ER Mannosidase I."Journal of Biological Chemistry. 278. 26287-26294 (2003)
• [Publications] Yoshida, H. et al.: "A time-dependent phase shift in the mammalian unfolded protein response."Developmental Cell. 4. 265-271 (2003)
• [Publications] Oda, Y.et al.: "EDEM as an acceptor of terminally misfolded glycoproteins released from calnexin."Science. 299. 1394-1397 (2003)