2020 Fiscal Year Annual Research Report
亜鉛輸送体とERp44による初期分泌経路タンパク質品質管理機構の解明
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19K16065
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
天貝 佑太 東北大学, 多元物質科学研究所, 助教 (90773896)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | ERp44 / タンパク質品質管理 / 初期分泌経路 / 亜鉛 / 亜鉛輸送体 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
小胞体・ゴルジ体からなる初期分泌経路の内腔はタンパク質の品質が厳密に監視されており、不良タンパク質が細胞外に分泌しないように制御されている。PDIファミリータンパク質の一つであるERp44はゴルジ体において基質タンパク質を捕らえ、小胞体へ逆行輸送することで分泌経路のタンパク質品質管理に関わる。私たちは亜鉛イオンがこの機能を促進する事を明らかにしていたが(Watanabe, Amagai, et al., 2019 Nat Commun)、ゴルジ体の亜鉛制御機構はほとんど不明であった。そこで、ゴルジ体に局在し細胞質からゴルジ体内腔へ亜鉛イオンを輸送するZnT亜鉛輸送体に着目し解析を進めた。初年度までに、一連のノックダウン実験によって、特定の亜鉛輸送体の発現を抑制すると、ERp44が亜鉛を獲得できていないような表現形を示し、このZnTが特にERp44の細胞内局在制御に重要であることが明らかとなった。次年度において、各亜鉛輸送体発現抑制細胞におけるERp44の細胞内機能を解析したところ、意外なことに上述した特定のZnTはERp44の細胞内機能には大きな影響を与えず、他のZnTメンバーの発現抑制がERp44の細胞内機能を阻害することが明らかとなった。さらに、ゴルジ体内腔亜鉛イオン濃度の定量解析を完成させ、各ZnTがゴルジ体亜鉛濃度制御にそれぞれ異なる働きを持つことを見出した。これらのことを総合して考えると、ゴルジ体内でも上流領域の亜鉛濃度の維持がERp44の細胞内局在に重要な一方で、ゴルジ体下流領域における亜鉛濃度維持が、ERp44の正確な機能発現に重要であることが明らかとなってきた。
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