レクチンとシャペロンを介した小胞体タンパク質の品質管理

• Project Area: Protein community: organization and maintenance of protein functions
• Project/Area Number: 22020020
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Biological Sciences
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 細川 暢子 京都大学, 再生医科学研究所, 准教授 (00263153)
• Project Period (FY): 2010 – 2011
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2011)
• Budget Amount: ¥6,400,000 (Direct Cost: ¥6,400,000); Fiscal Year 2011: ¥3,200,000 (Direct Cost: ¥3,200,000); Fiscal Year 2010: ¥3,200,000 (Direct Cost: ¥3,200,000)
• Keywords: タンパク質品質管理 / 分子シャペロンタンパク質 / レクチン / 小胞体 / 小胞体関連分解

Research Abstract

細胞内で生合成されたタンパク質は正しい高次構造を形成し、機能すべき本来の場所に運ばれたのち初めて正しく機能することができる。細胞はこのような機構を保証するシステムを備えており、タンパク質の品質管理機構と呼ばれている。本研究課題において、小胞体で生合成されたタンパク質の構造異常が、どのようにして小胞体シャペロンやレクチンによって認識されるのか、またミスフォールドしてしまったタンパク質をいかにして分解システム(小胞体関連分解、ERAD)に受け渡すのかについて研究を行った。本研究期間に、以下の3つの点において研究を進展させることができた。1)新規小胞体レクチンXTP3-Bが小胞体タンパク質の品質管理に果たす役割を解明するとともに、内在性XTP3-Bタンパク質を検出し、SEL1Lタンパク質との結合を介して小胞体膜上の品質管理複合体に含まれることを明らかにした。2)哺乳類HRD1-SEL1h複合体の安定性および基質分解機能を調べた。その結果、出芽酵母の場合とは異なり、SEL1Lは半減期の短い不安定なタンパク質であるがHRD1と複合体を形成することによって細胞内で安定に存在すること、HRD1-SEL1L複合体の細胞内存在状態は複数存在しダイナミックに複合体形成状態を変化させることでミスフォールドしたタンパク質の分解を制御している可能性があることを示した。3)機能がほとんど解明されていない2つのホモログタンパク質SDF2およびSDF2L1をクローニングして解析を行い、これらのタンパク質が新規小胞体シャペロンとして機能している可能性を示唆するデータを得た。

Research Products

• [Journal Article] SEL1L protein critically determines the stability of the HRD1-SEL1L endoplasmic reticulum-associated degradation (ERAD) complex to optimize the degradation kinetics of ERAD substrates (2011)
  • Author(s): Iida Y, Fujimori T, Okawa K, Nagata K, Wada I, Hosokawa N
  • Journal Title: Journal of Biological Chemistry Volume: 286 Pages: 16929-16939
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] SEL1L critically determines the stability of the HRD1-SEL1L ERAD complex to optimize the degradation kinetics of ERAD substrates. (2011)
  • Author(s): Iida Y, Fujimori T, Okawa K, Nagata K, Wada I, Hosokawa N.
  • Journal Title: Journal of Biological Chemistry Volume: (In press)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] EDEM1 accelerates the trimming of α1, 2-linked mannose on the C branch of N-glycans. (2010)
  • Author(s): Hosokawa N, Tremblay LO, Sleno B, Kamiya Y, Wada I, Kato K, Nagata K, Herscovics A.
  • Journal Title: Glycobiology Volume: 20 Pages: 567-575
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] The role of MRH domain-containing lectins in ERAD. (2010)
  • Author(s): Hosokawa N, Kamiya Y, Kato K.
  • Journal Title: Glycobiology Volume: 20 Pages: 651-660
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Roles of N-glycans in the regulation of mammalian glycoprotein quality control (2011)
  • Author(s): Hosokawa, N.
  • Organizer: 第34回日本分子生物学会年会シンポジウム"Glycoprotein quality control : Biosynthesis, molecular recognition and physiological roles of N-glycans"
  • Place of Presentation: 横浜(招待講演)
  • Year and Date: 2011-12-16
• [Presentation] 小胞体における糖鎖修飾とタンパク質品質管理機構 (2011)
  • Author(s): 細川暢子
  • Organizer: 第84回日本生化学会大会シンポジウム「糖鎖修飾:システムズバイオロジーへの展望」
  • Place of Presentation: 京都(招待講演)
  • Year and Date: 2011-09-22
• [Presentation] Lectins and enzymes that regulate the mammalian glycoprotein quality control (2011)
  • Author(s): Hosokawa, N.
  • Organizer: The 31st Naito Conference on Glycan Expression and Regulation [II] Metabolites, Stress response, Microdomains, and Beyond
  • Place of Presentation: Sapporo(招待講演)
• [Presentation] Functional analysis of MRH domain-containing lectin XTP3-B in the endoplasmic reticulum quality control (2011)
  • Author(s): Fujimori, T., Kamiya, Y., Kato, K., Nagata, K., Hosokawa, N.
  • Organizer: The 31st Naito Conference on Glycan Expression and Regulation [II] Metabolites, Stress response, Microdomains, and Beyond
  • Place of Presentation: Sapporo
• [Presentation] The novel role of MRH domain-containing lectin XTP3-B in endoplasmic reticulum quality control (2011)
  • Author(s): Fujimori, T., Kamiya, Y., Kato, K., Nagata, K., Hosokawa, N.
  • Organizer: 第34回日本分子生物学会年会
  • Place of Presentation: 横浜
• [Presentation] Formation of HRD1-SEL1L ubiquitin ligase complex that regulates the mammalian ERAD. (2010)
  • Author(s): Hosokawa N, Iida Y, Okawa K, Nagata K.
  • Organizer: The 3rd International Symposium on Protein Community
  • Place of Presentation: 奈良市
• [Presentation] Functional analysis of a mammalian lectin XTP3-B in the endoplasmic reticulum quality control. (2010)
  • Author(s): Fujimori T, Kamiya Y, Kato K, Nagata K, Hosokawa N.
  • Organizer: The 3rd International Symposium on Protein Community
  • Place of Presentation: 奈良市
• [Presentation] Functional analysis of a mammalian lectin XTP3-B in the endoplasmic reticulum quality control. (2010)
  • Author(s): 藤森力、神谷由紀子、加藤晃一、永田和宏、細川暢子
  • Organizer: 第33回日本分子生物学会年会・第83回日本生化学会大会合同大会
  • Place of Presentation: 神戸市
• [Book] Methods in Enzymology Vol.480 (Ed.M.Fukuda)分担執筆 (2010)
  • Author(s): Hosokawa N, Kato K, Kamiya Y.
  • Publisher: Elsevier
• [Remarks] 研究室ホームページ
  • URL: http://www.frontier.kyoto-u.ac.jp/bf01/j/home.html
• [Remarks] 研究室ホームページ
  • URL: http://www.frontier.kyoto-u.ac.jp/bf01