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レドックスゾーンで切り拓く小胞体恒常性維持機構

Publicly Offered Research

Project AreaToward an integrative understanding of functional zones in organelles
Project/Area Number 18H04871
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

Allocation TypeSingle-year Grants
Research InstitutionKyoto Sangyo University

Principal Investigator

潮田 亮  京都産業大学, 生命科学部, 准教授 (30553367)

Project Period (FY) 2018-04-01 – 2020-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help
¥7,410,000 (Direct Cost: ¥5,700,000、Indirect Cost: ¥1,710,000)
Fiscal Year 2019: ¥3,770,000 (Direct Cost: ¥2,900,000、Indirect Cost: ¥870,000)
Fiscal Year 2018: ¥3,640,000 (Direct Cost: ¥2,800,000、Indirect Cost: ¥840,000)
Keywordsレドックス / タンパク質品質管理 / ストレス応答 / 分子シャペロン / 小胞体 / 小胞体関連分解 / フォールディング / ERdj5 / カルシウム
Outline of Annual Research Achievements

我々は、小胞体で初めて還元酵素ERdj5を発見し、小胞体関連分解における分解基質のジスルフィド結合を還元し、その還元活性がタンパク質品質管理、特に小胞体関連分解に重要であることを明らかにした(R. Ushioda et al. Science 2008、R. Ushioda et al. Mol. Biol. Cell. 2013)。さらに、ERdj5の新しい機能として、小胞体内腔のカルシウム調節にも関わることを明らかにし(R. Ushioda et al. PNAS 2016)、東北大学稲葉研との共同研究でSERCA2bカルシウムポンプの構造を世界で初めて解明した(Inoue et al. Cell reports, 2019)。還元酵素ERdj5との結合因子の同定に繋げた。ERdj5は酸化酵素Ero1と結合し、酸化的フォールディングで生じる電子がPDIを介してEro1に受け渡され、ERdj5へ供給されるという小胞体内腔の電子伝達ではこれまで想定されてこなかった電子伝達経路を明らかにした(Uegaki et al., 2019 In preparation)。
小胞体で形成されたレドックスゾーンが、電子リレーによるネットワークを介して、情報伝達としての「連携ゾーン」を形成するのではないか、つまり、レドックスゾーンから発信する電子リレーによる情報が別の情報へと変換され、他のオルガネラの機能や恒常性維持に関わるのではないかと想定した。この観点から、小胞体-ミトコンドリア、小胞体-ゴルジ体との連携ゾーンとしてのレドックスゾーンの重要性を明らかにした。レドックスゾーンを担う中心因子である還元酵素ERdj5の欠損では、サイトゾルのカルシウム濃度が異常上昇し、ミトコンドリアの形態異常が起こることを明らかにした(Yamashita et al. In preparation)。

Research Progress Status

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2019 Annual Research Report
  • 2018 Annual Research Report
  • Research Products

    (31 results)

All 2019 2018 Other

All Int'l Joint Research (2 results) Journal Article (4 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 2 results) Presentation (19 results) (of which Int'l Joint Research: 7 results,  Invited: 3 results) Book (4 results) Remarks (2 results)

  • [Int'l Joint Research] University of Windsor(カナダ)

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      Michio Inoue, Nanami Sakuta, Satoshi Watanabe, Yuxia Zhang, Kunihito Yoshikaie, Yoshiki Tanaka, Ryo Ushioda, Yukinari Kato, Junichi Takagi, Tomoya Tsukazaki, Kazuhiro Nagata, Kenji Inaba
    • Journal Title

      Cell Reports

      Volume: 27 Issue: 4 Pages: 1221-1230

    • DOI

      10.1016/j.celrep.2019.03.106

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    • Author(s)
      Sasikumar P、AlOuda K.S、Kaiser W J、Holbrook L.M、Kriek N、Unsworth J.A、Bye A.P、Sage T、Ushioda R、Nagata K、Farndale R.W、Gibbins J M
    • Journal Title

      Journal of Thrombosis and Haemostasis

      Volume: 16 Issue: 5 Pages: 1-14

    • DOI

      10.1111/jth.13998

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  • [Journal Article] Conserved Residues Lys57 and Lys401 of Protein Disulfide Isomerase Maintain an Active Site Conformation for Optimal Activity: Implications for Post-Translational Regulation2018

    • Author(s)
      Caba Cody、Ali Khan Hyder、Auld Janeen、Ushioda Ryo、Araki Kazutaka、Nagata Kazuhiro、Mutus Bulent
    • Journal Title

      Frontiers in Molecular Biosciences

      Volume: 5 Pages: 5-18

    • DOI

      10.3389/fmolb.2018.00018

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  • [Journal Article] Redox-Mediated Regulatory Mechanisms of Endoplasmic Reticulum Homeostasis2018

    • Author(s)
      Ushioda Ryo、Nagata Kazuhiro
    • Journal Title

      Cold Spring Harbor Perspectives in Biology

      Volume: 1 Issue: 5 Pages: a033910-a033910

    • DOI

      10.1101/cshperspect.a033910

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      Kaiku Uegaki,Ryo Ushioda, Kazuhiro Nagata
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      EMBO Workshop”Protein quality control: From mechanisms to disease”
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  • [Presentation] レドックスゾーンで切り拓く小胞体恒常性維持機構2019

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      潮田 亮
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      新学術領域研究「オルガネラゾーン」班会議
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      Ryo Ushioda, Kaiku Uegaki, Kazuhiro Nagata
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      Gordon Research Conference “2019Stress Proteins in Growth, Development and Disease”、Renaissance Tuscany Il Ciocco in Lucca
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  • [Presentation] Electron donor for disulfide reductase ERdj5 in the ER2019

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      上垣日育、潮田亮、髙島成二、稲葉謙次、永田和宏
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      第19回日本蛋白質科学会年会 第71回日本細胞生物学会大会 合同年次大会
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      潮田 亮
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      藤井唱平、潮田亮、永田和宏
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      藤井唱平、潮田亮、永田和宏
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      第92回日本生化学会年会
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  • [Presentation] レドックスを介した小胞体恒常性維持機構2019

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      潮田 亮
    • Organizer
      第92回日本生化学会年会
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      潮田 亮
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    • Invited
  • [Presentation] 小胞体ゴルジ体間におけるレドックス環境のクロストーク2019

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      山下龍志、潮田亮、永田和宏
    • Organizer
      第2回新学術領域オルガネラゾーン若手の会
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  • [Presentation] ストレス応答としての小胞体レドックスシフト2019

    • Author(s)
      潮田 亮
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      第42回日本分子生物学会年会
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  • [Presentation] Redox-crosstalk between ER and Golgi apparatus2019

    • Author(s)
      Riyuji Yamashita, Ryo Ushioda, Kazuhiro Nagata
    • Organizer
      第42回日本分子生物学会年会
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      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 酸化的環境で還元反応の場を提供する新生鎖の役割2018

    • Author(s)
      潮田 亮
    • Organizer
      第41回日本分子生物学会年会
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      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] Nascent chain as Electron donor for disulfide reductase in the ER2018

    • Author(s)
      Ryo Ushioda
    • Organizer
      International symposium "Proteins: from the Cradle to the Grave"
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Deficiency of ER-resident reductase ERdj5 causes disruption of Mitochondrial morphology2018

    • Author(s)
      Riyuji Yamashita, Ryo Ushioda, Kazuhiro Nagata
    • Organizer
      FASEB Meeting"Protein Research Conferences"
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Maintenance of ER homeostasis through disulfide reductase ERdj52018

    • Author(s)
      Ryo Ushioda
    • Organizer
      International workshop of CSSI
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    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Maintenance of ER Homeostasis through Disulfide Reductase Erdj52018

    • Author(s)
      Ryo Ushioda
    • Organizer
      東京工業大学化学生命科学研究所国際フォーラム
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  • [Presentation] Distinct cysteine pairs contribute to assembly and regulation of ins(1,4,5)P3 receptors2018

    • Author(s)
      Shohei Fujii, Ryo Ushioda and Kazuhiro Nagata
    • Organizer
      The 15th international Meeting of the European Calcium Society
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  • [Book] 月刊細胞7月号2019

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      潮田亮、本橋ほづみ、西田基宏ほか
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    • Publisher
      ニューサイエンス社
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  • [Book] エレクトロンダイナミクスが支える生命の生存戦略2019

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      潮田亮、本橋ほづみ、西田基宏、赤池孝章、増田真二、三木裕明、澤智裕
    • Publisher
      ニューサイエンス社
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  • [Book] レドックス疾患学2018

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      潮田亮、赤池孝章、本橋ほずみ、内田浩二、末松誠、澤智裕、居原秀、渡邊泰男、西田基宏、住吉英樹、森泰生、一條秀憲、山本雅之、久堀徹、伊東健、熊谷嘉人、富澤一仁、浦野泰照、中川秀彦、上原孝
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    • Publisher
      羊土社
    • ISBN
      4758103690
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  • [Book] 蛋白質代謝医学2018

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      潮田亮、田中啓二、胡桃坂仁志、上田卓也、稲田利文、田口英樹、後藤祐児、吉田賢右、永田和宏、加藤晃一、伊藤維昭、河野憲二、遠藤斗志也、藤木幸夫、岩井一宏、三浦正幸、水島昇、小松雅明、小椋光、川原裕之
    • Total Pages
      1149
    • Publisher
      医歯薬出版株式会社
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  • [Remarks] 潮田研究室ホームページ

    • URL

      https://ushioda-lab.com/

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  • [Remarks] Ushioda Lab homepage (潮田研究室ホームページ)

    • URL

      https://ushioda-lab.com/

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Published: 2018-04-23   Modified: 2021-01-27  

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