小胞体内腔タンパク質によってレドックス制御される新たなカルシウムシグナリング

• Project/Area Number: 17048004
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Biological Sciences
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 肥後 剛康 東大, 医学部附属病院 (10396757)
• Project Period (FY): 2005 – 2006
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2006)
• Budget Amount: ¥6,300,000 (Direct Cost: ¥6,300,000); Fiscal Year 2006: ¥3,200,000 (Direct Cost: ¥3,200,000); Fiscal Year 2005: ¥3,100,000 (Direct Cost: ¥3,100,000)
• Keywords: カルシウムシグナル / IP3受容体 / 小胞体 / シャペロン

Research Abstract

小胞体局在のカルシウムチャネルであるIP3受容体タイプ1(IP3R1)は細胞内カルシウムシグナリングにおいて重要な役割を果たしている。最近、IP3R1をER内腔から制御する機構の存在が明らかとなった(Higo et al., Cell, 2005)。しかし、その詳細は未だ不明な点が多い。申請者はIP3R1に結合するER内腔タンパク質としてGRP78を新たに同定、ER内腔環境に対応したGRP78によるIP3R1活性制御機構を明らかにすることで、ER内腔におけるカルシウム動態制御機構という概念の具現化と体系化を目指し、研究を進めている。
GRP78のIP3R1に対する機能を理解するためには両者の生化学的性質の検討が必須である。先ず、精製したリコンビナントGRP78とIP3R1小胞体内腔領域タンパク質を用い、in vitro結合実験を行い、両者が直接結合することを確認した。また細胞抽出液を用いた免疫沈降実験により、その結合はカルシウム、ATP,依存的であることが明らかとなった。次にGRP78のIP3R1結合領域を精製リコンビナントタンパク質を用いて検討した結果、GRP78の基質結合領域である事が分かった。更に、GRP78を過剰発現もしくはノックダウンした細胞を用いて細胞内カルシウムイメージング実験を行った。その結果、過剰発現ではIP3R1の活性が上昇し、ノックダウンではIP3R1の活性が抑制された。これらの結果を総合すると、GRP78はIP3R1に結合し、ATP分解によるエネルギーを用いIP3R1の機能的構造を保持することで、そのチャネル活性を制御すると考えられる。