2021 Fiscal Year Annual Research Report
Structural analysis of chaperone complex for the IgM assembly
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18K06075
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
渡部 聡 東北大学, 多元物質科学研究所, 助教 (50432357)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | カーゴ受容体 / クライオ電子顕微鏡 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
免疫グロブリンM (IgM)などの分泌糖タンパク質は、合成された単量体が秩序だった多量体を形成して、細胞外へと分泌される。これらの分泌糖タンパク質の小胞体からゴルジ体への輸送はERGIC-53によって担われている。またERp44は不完全なIgMなどをゴルジ体で捉え小胞体へ逆輸送し、成熟化を促進させる。ERGIC-53は、糖鎖結合ドメイン(CRD)、ストークドメイン、膜貫通ヘリックス (TM)およびERGIC局在モチーフで構成されている。しかし全長ERGIC-53の立体構造は未決定であり、全長の分子機構は分かっていない。またERp44とのIgMなどの基質認識及び小胞体で解離させる分子機構についても不明な点が残されている。
昨年度までの研究から、ERGIC-53は生体内で四量体を形成し、補助因子MCFD2との複合体形成による大きな構造変化を示唆する結果を得た。一方、電顕グリッドの作成条件のスクリーニングに取り組み、粒子形状が確認できるクライオ電顕微鏡画像が得られつつあった。
本年度は、ハイエンドのクライオ電子顕微鏡を利用して、全長ERGIC-53とMCFD2複合体のクライオ電顕単粒子解析に取り組んだ。最適化した凍結グリットから分子長が長いERGIC-53の粒子形状が確認でき、約5000枚の電顕画像を取得した。まず各領域にフォーカスした解析によって、ヘッド領域の構造を3オングストローム分解能で決定し、CRD同士が相互作用することで、基質結合部位が形成されることを明らかにした。また全長ERGIC-53のクライオ電顕構造も決定し、非常に長く柔らかなストークドメインを利用した効率的なカーゴ輸送機構が示唆された。
一方、ERp44の基質認識解明のため、基質タンパク質の一つERAP1とERp44との複合体のクライオ電顕構造解析にも成功し、ERp44のユニークな基質認識機構が明らかになった。
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[Presentation] Correlative structural analysis of a full-length cargo receptor ERGIC-53 in complex with its partner MCFD22021
Author(s)
Watanabe, S., Kise, Y., Yonezawa, K., Shimizu, N., Nureki, O. and Inaba, K
Organizer
第59回生物物理学会年会
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