Regulation of peroxisomal protein import and anti-oxidative stress response
| Project/Area Number |
21K06155
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 44010:Cell biology-related
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
奥本 寛治 九州大学, 理学研究院, 助教 (20363319)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
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| Keywords | ペルオキシソーム / リン酸化 / タンパク質輸送 / 酸化ストレス / カタラーゼ / オルガネラ |
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| Outline of Research at the Start |
過酸化水素を無毒化する抗酸化酵素であるカタラーゼは、哺乳類ではおもにペルオキシソームに局在化しており、ペルオキシソーム膜タンパク質Pex14がその輸送に中心的な役割を果たす。本申請者らは、過酸化水素負荷時にPex14がリン酸化修飾され、これがカタラーゼのペルオキシソームへの輸送を選択的に抑制することで細胞の酸化ストレス抵抗性を高めることを明らかにした。本研究では、Pex14のリン酸化に至る過酸化水素シグナル伝達経路の同定と、酸化ストレスに応答したペルオキシソームタンパク質の輸送の制御機構解明を主軸として、カタラーゼの細胞内局在制御による新たな酸化ストレス応答機構の分子機構を解明する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
過酸化水素を無毒化する抗酸化酵素であるカタラーゼは哺乳類ではおもに細胞内小器官ペルオキシソームに局在し、そのサイトゾルからの膜透過はPex14を中心とするペルオキシソーム膜上のタンパク質輸送装置によって実行される。私達はこれまでに、過酸化水素負荷時にはPex14がリン酸化修飾されることによりカタラーゼのペルオキシソームへの輸送が選択的に抑制されることを見出し、これがサイトゾル局在性カタラーゼ量の増加を介して細胞の酸化ストレス抵抗性を高める、という新たな抗ストレス応答機構を明らかにした。本申請課題では、このカタラーゼの細胞内局在制御による新たな酸化ストレス応答機構の分子機構を解明する。
本年度は、前年度に同定した過酸化水素依存的なPex14のリン酸化に関与するキナーゼについての解析を行った。さらに本キナーゼに関する知見や情報を基に上流キナーゼの検索を行うことでその候補キナーゼを見出し、過酸化水素の感知からPex14のリン酸化に至るシグナル伝達経路の全体像について解析を進めている。また、高活性型改良ビオチンリガーゼTurboIDを付加したPex14を用いた近接依存性標識法により、Pex14の近傍に位置して相互作用する可能性を持つタンパク質群を質量分析計により網羅的に同定した。Pex14のリン酸化誘導に関与する因子の検索・解析を進めている。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
過酸化水素依存的なPex14のリン酸化に関与するキナーゼを同定しており、その機能解析により上流キナーゼ候補を見出した。Pex14リン酸化を惹起するシグナル伝達カスケードが明らかになりつつある。また、TurboIDを用いた近接依存性標識法により、Pex14と相互作用するタンパク質群を質量分析計により網羅的に同定した。多数のタンパク質が同定されており、いくつかの分子については機能解析を進めている。これらの成果から、ほぼ順調に進展していると判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
Pex14のリン酸化に関与するキナーゼと、その上流キナーゼカスケードの制御機構をさらに解析することで、ペルオキシソームおよびカタラーゼを介した酸化ストレスへの応答機構を明らかにする。上流キナーゼカスケードの解析から、過酸化水素以外のストレスもPex14のリン酸化を誘導できることを見出しつつあり、カタラーゼの新たな機能の可能性も含めてさらなる解析を進める。近接依存性標識法によって同定したPex14の相互作用因子候補群の情報と合わせて、カタラーゼの細胞内局在制御による新たな酸化ストレス応答機構の分子機構解明を推進する。
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Report
(2 results)
Research Products
(8 results)
