2017 Fiscal Year Research-status Report
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17K07310
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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) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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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 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ペルオキシソームは極長鎖脂肪酸のβ酸化や過酸化酸素の分解等多くの重要な代謝経路を有する細胞内小器官であり、その代謝機能を担うタンパク質（酵素）の多くはペルオキシソーム内部（マトリクス）に局在している。ペルオキシソーム形成因子の一つであるPex14pは、ペルオキシソーム局在性マトリクスタンパク質の輸送において中心的分子として機能する。我々は、動物培養細胞においてPex14pがリン酸化修飾を受け、マトリクスタンパク質輸送を調節することを示唆する結果を得ていた。本申請課題では、環境変化に応答した細胞内シグナル伝達およびPex14pリン酸化修飾によるペルオキシソーム機能の制御機構の解明を目指すものである。
H29年度はリン酸化の有無がどのようにしてPex14pの機能に関与するのかについて解析を行った。種々の実験の結果、ペルオキシソーム膜上のマトリクスタンパク質輸送装置複合体とPex14pとの結合にPex14pリン酸化が関与しており、マトリクスタンパク質輸送装置複合体の機能を制御する可能性が示唆された。また、Pex14pリン酸化に関与する細胞内シグナル伝達経路の探索について、幾つかのキナーゼ阻害剤の存在下でPex14pのリン酸化が減弱化することを見出し、詳細について解析している。
また関連する成果として、ペルオキシソーム局在性Mitochondrial Rho GTPase-1（Miro1）を同定し、これまで未解明であった哺乳動物ペルオキシソームの細胞内移動の分子機構を明らかにし、国際誌Journal of Cell Biologyに発表した（Okumoto, K. et al.: J. Cell Biol. 217, 619-633 (2018)）。
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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
種々のリン酸化関連Pex14p変異体、およびそれらをPEX14欠損性CHO変異細胞に発現させた安定発現株を用いて、ペルオキシソームマトリクスタンパク質輸送におけるPex14pリン酸化修飾の機能およびその作用機序が明らかになりつつある。これまでに酵母においてPex14pのリン酸化は観察されているもののその機能は不明なままであり、これまでに得られた成果は新規かつ重要な知見である。また、キナーゼ阻害剤を用いたPex14pリン酸化修飾の上流シグナル伝達経路解析も進んでいる。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成29年度に引き続き、Pex14p変異体を用いたペルオキシソームタンパク質の輸送制御の解明を進めるとともに、Pex14pリン酸化によるペルオキシソーム機能の制御機構を明らかにする。
さらにPex14pリン酸化の生理的意義の解明を進める。恒常的リン酸化型Pex14p変異体の安定発現によりペルオキシソームマトリクスタンパク質の輸送が抑制され、結果として過酸化水素分解酵素であるカタラーゼのサイトゾル局在化が亢進することを見出しつつある。最近申請者らは、別経路を介した酸化ストレス依存的な過酸化水素分解酵素カタラーゼのペルオキシソームからサイトゾルへの局在変化も明らかにした。従って、Pex14pのリン酸化が酸化ストレス応答の一つとして機能することが推測されることから、抗アポトーシス能等におけるPex14pのリン酸化の生理的意義について明らかにする。
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[Journal Article] New splicing variants of mitochondrial Rho GTPase-1 (Miro1) transport peroxisomes.2018
Author(s)
Okumoto, K., Ono, T., Toyama, R., Shimomura, A., Nagata, A., and Fujiki Y.
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Journal Title
J. Cell Biol.
Volume: 217
Pages: 619-633
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Blue-Native PAGE: Applications to study on peroxisome biogenesis2017
Author(s)
Okumoto, K., Tamura, S., and Fujiki, Y.
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Journal Title
In: Schrader, M. (ed.) Peroxisomes: Methods and Protocols, Methods in Molecular Biology (Series Ed.: Walker, J.M.), Springer, Humana Press, New York, USA
Volume: 1595
Pages: 197-205
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Peroxisomal membrane and matrix protein import using a semi-intact mammalian cell system2017
Author(s)
Okumoto, K., Honsho, M., Liu, Y., and Fujiki, Y.
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Journal Title
In: Schrader, M. (ed.) Peroxisomes: Methods and Protocols, Methods in Molecular Biology (Series Ed.: Walker, J.M.), Springer, Humana Press, New York, USA
Volume: 1595
Pages: 213-219
DOI
Peer Reviewed
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[Presentation] VDAC2-BAK axis regulates peroxisomal membrane permeability and catalase release.2017
Author(s)
Fujiki, Y., Miyata, N., Mukai, S., Hosoi, K., Okumoto, K., and Cheng E.H.
Organizer
Gordon Research Conference on Organellar Channels & Transporters
Int'l Joint Research
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