Atgタンパク質の局在情報を基盤としたオートファゴソーム形成の分子機構

• Project Area: Proteolysis in the Regulation of Biological Processes
• Project/Area Number: 21025035
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Biological Sciences
• Research Institution: Tokyo Institute of Technology
• Principal Investigator: 鈴木 邦律 東京工業大学, フロンティア研究機構, 特任助教 (20373194)
• Project Period (FY): 2009 – 2010
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2010)
• Budget Amount: ¥6,400,000 (Direct Cost: ¥6,400,000); Fiscal Year 2010: ¥3,200,000 (Direct Cost: ¥3,200,000); Fiscal Year 2009: ¥3,200,000 (Direct Cost: ¥3,200,000)
• Keywords: オートファジー / オートファゴソーム / ATG遺伝子 / α-マンノシダーゼ / タンパク質分解 / 出芽酵母 / オルガネラ / ATG34 / プロテオーム

Research Abstract

オートファジーはオートファゴソーム(以下AP)と呼ばれる,脂質二重層の二重膜により区画化されたオルガネラを介して,タンパク質やオルガネラを非選択的に液胞に輸送する細胞内分解システムである.最近になって,タンパク質やオルガネラがAPに選択的に取り込まれることが細胞の機能維持に重要であることが分かってきた.
報告者はこれまで積荷にAPへの選択性を付与する分子機構の解析を進めてきた.その結果,APの積荷タンパク質としてよく知られているアミノペプチダーゼI(以下Ape1)がAtg19を介してAPに積み込まれることを明らかにした.本年度はApe1と同様,APに選択的に取り込まれることが知られているα-マンノシダーゼ(以下Ams1)の選択的輸送機構の解析を進めた.面白いことに,Ams1はApe1と異なりatg19破壊株でも正常にAPに取り込まれた.そこでAtg19のホモログであるYol083wに注目した.Yol083w破壊株ではAms1の輸送は正常だったが,atg19との二重破壊株ではその輸送は停止した.Ams1の輸送に関しては,Atg19とYol083wが共に受容タンパク質として機能しているらしい.
昨年度はAtg19とYol083w中にあるAms1結合ドメイン(以下ABD)を同定し,それらの三次元構造を明らかにした.Atg19とYol083wのABDはどちらも似たような構造をもち,Ams1輸送に必須な残基は共通であった。本年度はこれらの結果に基づき,Yol083wをAtg34と名付け,2報の論文として発表した.

Research Products

• [Journal Article] Selective transport of alpha-mannosidase by autophagic pathways : identification of a novel receptor, ATG34 (2010)
  • Author(s): 鈴木邦律
  • Journal Title: J.Biol.Chem. Volume: 285 Pages: 30019-30025
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Selective transport of alpha-mannosidase by autophagic pathways : structural basis for cargo recognition by ATG19 and ATG34. (2010)
  • Author(s): 渡辺康紀
  • Journal Title: J.Biol.Chem. Volume: 285 Pages: 30026-30033
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Current knowledge of the pre-autophagosomal structure(PAS) (2010)
  • Author(s): 鈴木邦律
  • Journal Title: FEBS Lett. (In press)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Dynamics and diversity in autophagy mechanisms : lessons from yeast (2009)
  • Author(s): 中戸川仁
  • Journal Title: Nat.Rev.Mol.Cell.Biol. 10 Pages: 458-467
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Characterization of the Atg17-Atg29-Atg31 complex specifically required for starvation-induced autophagy in Saccharomyces cerevisiae (2009)
  • Author(s): 壁谷幸子
  • Journal Title: Biochem.Biophys.Res.Commun. 389 Pages: 612-615
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Atg17 recruits Atg9 to organize the pre-autophagosomal structure (2009)
  • Author(s): 関藤孝之
  • Journal Title: Genes Cells 14 Pages: 525-538
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Crystallization of Saccharomyces cerevisiae alpha-mannosidase, a cargo protein of the Cvt pathway (2009)
  • Author(s): 渡辺康紀
  • Journal Title: Acta Crystallogr.Sect.F Struct.Biol.Cryst.Commun. 65 Pages: 571-573
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 出芽酵母におけるオートファゴソーム形成の分子機構 (2010)
  • Author(s): 鈴木邦律
  • Organizer: 第10回 日本蛋白質科学会年会
  • Place of Presentation: 札幌コンベンションセンター
  • Year and Date: 2010-06-16
• [Presentation] 出芽酵母における選択的オートファジーの分子機構 (2010)
  • Author(s): 鈴木邦律
  • Organizer: 第62回 日本細胞生物学会大会
  • Place of Presentation: 大阪国際会議場
  • Year and Date: 2010-05-20
• [Presentation] オートファジーによる選択的タンパク質分解の分子機構と生理的意義 (2009)
  • Author(s): 鈴木邦律
  • Organizer: 第82回日本生化学会大会
  • Place of Presentation: 神戸国際会議場
  • Year and Date: 2009-10-22
• [Remarks]
  • URL: http://www.ohsumilab.aro.iri.titech.ac.jp/
• [Remarks]
  • URL: http://www.ohsumilab.aro.iri.titech.ac.jp/