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異常分泌タンパク質のERADエスケープとその相補的分解機構の解析

Research Project

Project/Area Number 20059002
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Biological Sciences
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

新谷 尚弘  Tohoku University, 大学院・農学研究科, 准教授 (70374973)

Project Period (FY) 2008 – 2009
Project Status Completed (Fiscal Year 2009)
Budget Amount *help
¥6,400,000 (Direct Cost: ¥6,400,000)
Fiscal Year 2009: ¥3,200,000 (Direct Cost: ¥3,200,000)
Fiscal Year 2008: ¥3,200,000 (Direct Cost: ¥3,200,000)
Keywords小胞体関連分解(ERAD) / 小胞輸送 / タンパク質品質管理機構 / タンパク質分解 / 異常分泌タンパク質 / 出芽酵母 / リソソーム・液胞
Research Abstract

出芽酵母カルボキシペプチダーゼY(CPY)の255番目のグリシンがアルギニンに置換された変異型カルボキシペプチダーゼY(CPY*)は小胞体関連分解(ERAD)を受ける異常分泌タンパク質のモデル基質として広く利用されている。この基質に分泌タンパク質インベルターゼを融合したCPY*-Invは小胞体に留まらずに液胞で分解された。このことから、ERADと小胞体からの輸送は競合していることが分かった。すなわち、タンパク質の分泌効率は、分泌タンパク質とERAD装置や輸送装置との親和性やそれぞれの小胞体内での濃度に依存する反応動力学で説明できる。シングルドメインからなる単純な分泌タンパク質のERAD装置や輸送装置との親和性は、分泌タンパク質の熱力学的安定性に依存することが考えられた。そこで、CPYの255番目のグリシンを他のすべてのアミノ酸に置換した変異体シリーズを作製し、それぞれの野生株、ERAD欠損株、液胞プロテアーゼ欠損株に置ける半減期を解析した。その結果、大半の変異体はERADで分解を受けたが、バリン置換体は主に液胞で分解された。しかし、CPYの小胞体エクスポートレセプターErv29の欠損株では小胞体に留まり分解された。変異体の熱力学的安定性を解析するために、それぞれの変異体のプロテアーゼ耐性を調べた。野生型CPYは加えたトリプシンに対して非常に安定であったのに対し、CPY*は著しく不安定であり、バリン置換体はそれらの中間的な安定性を示した。このことより、分泌タンパク質の安定性と小胞体からの輸送効率は相関関係にあり、輸送とERADは競合していることが示唆された。

Report

(2 results)
  • 2009 Annual Research Report
  • 2008 Annual Research Report
  • Research Products

    (12 results)

All 2010 2009 2008

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (8 results)

  • [Journal Article] Characterization and expression analysis of a maltose-utilizing(AML)cluster in Aspergillus oryzae2010

    • Author(s)
      Sachiko Hasegawa, Masahiro Takizawa, Haruhiko Suyama, Takahiro Shintani, Katsuya Gomi
    • Journal Title

      Fungal Genetics and Biology 47

      Pages: 1-9

    • Related Report
      2009 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] The conserved oligomeric Golgi complex is involved in double-membranevesicle formation during autophagy2010

    • Author(s)
      Wei-Lien Yen, Takahiro Shintani, Usha Nair, Yang Cao, Brian C.Richardson, Zhijian Li, Frederick M.Hughson, Misuzu Baba, Daniel J.Klionsky
    • Journal Title

      Journal of Cell Biology 188

      Pages: 101-114

    • Related Report
      2009 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Fluorescence microscopy-based assays for monitoring yeast Atg protein trafficking2008

    • Author(s)
      Takahiro Shintani, Fulvio Reagiori
    • Journal Title

      Methods in Enzymology 451

      Pages: 43-56

    • Related Report
      2008 Annual Research Report
  • [Journal Article] Codon optimization increases steady-state mRNA levels in heterologous gene expression in Aspergillus oryzae2008

    • Author(s)
      Masafumi Tokuoka, Mizuki Tanaka, Kazuhisa Ono, Shinobu Takagi, Takahiro Shintani, Katsuva Gomi
    • Journal Title

      Applied and Environmental Microbiology 74

      Pages: 6538-6546

    • Related Report
      2008 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 出芽酵母アスパルチルアミノペプチダーゼは選択的オートファジーによって液胞へ輸送される2010

    • Author(s)
      柚賀正樹、五味勝也、新谷尚弘
    • Organizer
      日本農芸化学会2010年度大会
    • Place of Presentation
      東京大学駒場キヤンパス
    • Year and Date
      2010-03-29
    • Related Report
      2009 Annual Research Report
  • [Presentation] 多様な熱力学的安定性を持っ変異型カルボキシペプチダーゼY(CPY)シリーズを用いたタンパク質品質管理機構の解析2009

    • Author(s)
      堀瑞枝、須山研吾、五味勝也、新谷尚弘
    • Organizer
      第32回日本分子生物学会年会
    • Place of Presentation
      横浜市 パシフィコ横浜
    • Year and Date
      2009-12-11
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  • [Presentation] 分泌タンパク質の小胞体からのエクスポートと小胞体関連分解は競合する2009

    • Author(s)
      須山研吾、堀瑞枝、五味勝也、新谷尚弘
    • Organizer
      酵母遺伝学フォーラム第42回研究報告会
    • Place of Presentation
      つくば市ノバホール
    • Year and Date
      2009-07-30
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  • [Presentation] 小胞体関連分解をバイパスした異常分泌タンパク質の液胞での分解2009

    • Author(s)
      新谷尚弘、須山研吾、五味勝也
    • Organizer
      酵母遺伝学フォーラム第42回研究報告会
    • Place of Presentation
      つくば市ノバホール
    • Year and Date
      2009-07-30
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      2009 Annual Research Report
  • [Presentation] 異常分泌タンパク質の小胞体関連分解(ERAD)と輸送小胞への取り込みは競合している2008

    • Author(s)
      須山研吾、五味勝也、新谷尚弘
    • Organizer
      第31回日本分子生物学会年会・第81回日本生化学会大会合同大会
    • Place of Presentation
      神戸ポートアイランド
    • Year and Date
      2008-12-10
    • Related Report
      2008 Annual Research Report
  • [Presentation] A luminal misfolded protein retaining the endoplasmic reticulum exit signal bypasses the ER-associated degradation and is sorted to the vacuole for degradation by the vacuolar sorting recentor Vps102008

    • Author(s)
      Kengo Suyama, Katsuya Gomi Takahiro Shintani
    • Organizer
      2008 Yeast Genetics and Molecular Biology Meeting
    • Place of Presentation
      トロント(カナダ)
    • Year and Date
      2008-07-23
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  • [Presentation] Cellular responses to the expression of aberrant secretor 3 oroteins in Asveraillus oryzae2008

    • Author(s)
      Takahiro Shintani, Daisuke Shiro, Jun-ichi Yokota, Katsuya Gomi
    • Organizer
      9th European Conference on Fungal Genetics
    • Place of Presentation
      エジンバラ(スコットランド)
    • Year and Date
      2008-04-08
    • Related Report
      2008 Annual Research Report
  • [Presentation] Cellular response to the expression of an aberrant secretory protein in Aspergillus oryzae2008

    • Author(s)
      Takahiro Shintani, Daisuke Shiro, Jun-ichi Yokota, Katsuya Gomi
    • Organizer
      5th International Aspergillus Meeting
    • Place of Presentation
      エジンバラ(スコットテンド)
    • Year and Date
      2008-04-04
    • Related Report
      2008 Annual Research Report

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Published: 2008-04-01   Modified: 2018-03-28  

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