酵母の呼吸代謝から発酵への転換におけるグルコース不活性化の総合理解
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20H02894
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 38020:Applied microbiology-related
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
新谷 尚弘 東北大学, 農学研究科, 教授 (70374973)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
藤田 翔貴 東北大学, 農学研究科, 助教 (70845099)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥17,420,000 (Direct Cost: ¥13,400,000、Indirect Cost: ¥4,020,000)
Fiscal Year 2023: ¥3,770,000 (Direct Cost: ¥2,900,000、Indirect Cost: ¥870,000)
Fiscal Year 2022: ¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000)
Fiscal Year 2021: ¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000)
Fiscal Year 2020: ¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
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| Keywords | 出芽酵母 / グルコース不活性化 / 発酵 / 好気呼吸 / 膜輸送体 / エンドサイトーシス / ユビキチン化 / グルコース不活性化 / 呼吸 / 酵母 / 糖新生 / タンパク質分解 |
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| Outline of Research at the Start |
パン製造や醸造に用いられる酵母は、酸素存在下でもグルコースなどの糖が高濃度に存在していると呼吸が阻害され、アルコール発酵を優先して行う。グルコースが非発酵性炭素源の代謝経路を不活性化しているためである。この代謝経路の制御には遺伝子発現の調節のほか、代謝経路を担う酵素や輸送体の分解が関与している。本研究では、グルコースに応答したタンパク質分解の仕組みを明らかにする。
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| Outline of Annual Research Achievements |
酵母Saccharomyces cerevisiaeにおいて糖新生遺伝子群の転写活性化に必要なCat8タンパク質がグルコースに応答して減少すること、その現象にはプロテアソームが関わっていることを前年度までに明らかにしていた。そこで、プロテアソームでの分解に先立ち、Cat8のユビキチン化が関わっていると仮定し、Cat8の分解に関わるユビキチンリガーゼの探索を行った。ユビキチンリガーゼをコードする遺伝子の破壊株ライブラリーを入手し、それら破壊株におけるCat8の分解を網羅的に解析した。探索は現在進行中であり、ユビキチンリガーゼの同定には至っていない。
オートファジー欠損株では、エタノールの消費やそれに伴うグリコーゲンの蓄積が抑制されることを明らかにした。糖新生関連酵素群のタンパク質レベルが野生株に比べて低下していることを明らかにした。
乳酸輸送体Jen1はグルコースに応答してユビキチン化され、エンドサイトーシスで液胞に輸送された後に分解される。私たちはユビキチンリガーゼRsp5-Rod1によるユビキチン化に必要なJen1内の領域を明らかにしている。Rsp5-Rod1依存的に分解されることが知られているガラクトース輸送体Gal2、グルコース輸送体Hxt6の分解機構を解析し、分解機構の比較解析を行った。Gal2やHxt6はJen1とは異なりN末端領域にRsp5-Rod1によって認識される領域があることが示唆された。推定ユビキチン化残基を同定し、その周辺の保存されたアミノ酸配列が分解に重要であることが示された。さらに、リシン残基の上流にある複数のセリン残基の重要性も明らかになり、現在これらアミノ酸残機のリン酸化について検討している。
輸送体の分解を担う液胞の形態形成や液胞への小胞輸送に必要なSNAREタンパク質の解析を行った。in vivoにおけるYkt6とNyv1の機能が重複していることを明らかにした。
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| Research Progress Status |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(4 results)
Research Products
(7 results)
