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2012 Fiscal Year Annual Research Report

膜タンパク質の小胞体トランスロコンを介した膜組み込みと小胞体回避機構

Research Project

Project/Area Number 23370055
Research InstitutionUniversity of Hyogo

Principal Investigator

阪口 雅郎  兵庫県立大学, 生命理学研究科, 教授 (30205736)

Project Period (FY) 2011-04-01 – 2014-03-31
Keywords膜タンパク質 / シグナル配列 / 小胞体 / トポロジー / オルガネラ
Research Abstract

膜タンパク質の小胞体トランスロコンを介した膜組み込み機構と小胞体回避に関して下記の成果を得た。
【1】ペルオキシソーム膜タンパク質ABC輸送体D3アイソフォーム(PMP70)の小胞体膜標的化の抑制について、厳密な配列特性を有するモチーフが、何らかのタンパク質因子を介して小胞体組み込み作用を発揮していることを明らかにした。この因子の単離同定を目指して、アフィニティー精製のためのモチーフ融合タンパク質の発現、精製を開始した。【2】小胞体トランスロコンでの新生ポリペプチド鎖の膜透過に対して、膜コレステロールが多面的な阻害作用を示すことを明らかにした。すなわち、コレステロールはシグナル配列によるトランスロコン標的化を部分的に抑制するだけではなく、標的化後のトランスロコンでの正電荷の動きを抑制すること、逆に疎水性配列の動きを促進することを明らかにした。疎水性配列に対する動き促進作用は、コレステロールによるトランスロコンチャネルの横方向への開放の阻害と考えられた。【3】小胞体でのタンパク質膜透過に対して、負電荷を持つリン脂質であるフォスファチジルセリンに結合するタンパク質であるラクトアドヘリンが阻害作用を示すことを明らかにした。特定のリン脂質がトランスロコンの基本的機能に必要であることを示した新奇知見である。【4】小胞体におけるポリペプチド鎖の動きを解析する中で、膜結合リボソームが新生鎖を迅速に遊離するためには、伝令RNAの終止コドンの後方に10塩基以上のRNA配列が必要であることを明らかにした。タンパク質合成に伴った速い膜透過を測定するために資するとともに、リボソームの翻訳停止機構の理解に重要な知見となった。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

1: Research has progressed more than it was originally planned.

Reason

膜タンパク質の小胞体標的化抑制モチーフが特定のタンパク質性因子と相互作用することを確かなものとし、この未知因子の単離同定に向けた道筋を開くことができた。トランスロコン機能に対するコレステロールの多面的な阻害作用を明らかにし、さらに、フォスファチジルセリン結合タンパク質であるラクトアドヘリンの特異的な阻害作用を発見するなど実質的な進展を見ている。また、リボソームとトランスロコンの協働を迅速に測定する実験系の設定も実質的に進展している。

Strategy for Future Research Activity

小胞体でのポリペプチド鎖の輸送駆動要因解明に向けて生物物理学的な手法を導入し、本質にせまりたい。特に、最近設定できた、リボソームとトランスロコンの協調を定量的に実測できる系を駆使して、膜タンパク質の膜組み込みに対するリボソームの作用を明らかにする。さらに、ここで発見できた小胞体標的化抑制モチーフに作用する因子の同定を行い、それらの作用機構を明らかにする計画である。

  • Research Products

    (16 results)

All 2013 2012

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results) Presentation (12 results) (of which Invited: 2 results)

  • [Journal Article] Tail-extension following the termination codon is critical for release of the nascent chain from membrane-bound ribosomes in a reticulocyte lysate cell-free system2013

    • Author(s)
      Takahara, M., Sakaue, H., Onishi, Y., Yamagishi, M., Kida, Y. and Sakaguchi, M.
    • Journal Title

      Biochem. Biophys. Res. Commun.

      Volume: 430 Pages: 567-572

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2012.11.112.

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Phosphatidylserine-binding protein lactadherin inhibits protein translocationacross the ER membrane2013

    • Author(s)
      Yamamoto, H., Kida, Y., and Sakaguchi,M.
    • Journal Title

      Biochem. Biophys. Res. Commun.

      Volume: in press Pages: 未定

    • DOI

      pii: S0006-291X(13)00610-4. 10.1016/j.bbrc.2013.03.131

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] A cis-acting five-amino acid motif controls targeting of ABCC2 to the apical plasma membrane domain2012

    • Author(s)
      Emi, Y., Yasuda, Y. and Sakaguchi, M.
    • Journal Title

      J. Cell Sci.

      Volume: 125 Pages: 3133-3143

    • DOI

      doi: 10.1242/jcs.099549.

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Pleiotropic effects of membrane cholesterol upon translocation of protein across the ER membrane2012

    • Author(s)
      Yamamoto, H., Fujita, H., Kida, Y. and Sakaguchi, M.
    • Journal Title

      Biochemistry

      Volume: 51 Pages: 3596-3605

    • DOI

      doi: 10.1021/bi2018915

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] ABCC1のbasolateral側細胞膜への極性局在化を制御するシグナルの解析2012

    • Author(s)
      衣斐義一、原田泰江、阪口雅郎
    • Organizer
      第85回日本生化学会大会
    • Place of Presentation
      福岡国際会議場(福岡県)
    • Year and Date
      20121214-20121216
  • [Presentation] 細胞内での小胞体トランスロコンにおけるタンパク質膜透過の一時停止を解析する2012

    • Author(s)
      姜 公秀、高原教代、大西由希子、藤田英伸、木田祐一郎、阪口 雅郎
    • Organizer
      第85回日本生化学会大会
    • Place of Presentation
      福岡国際会議場(福岡県)
    • Year and Date
      20121214-20121216
  • [Presentation] 小胞体トランスロコンにおけるポリペプチド鎖膜透過の速度論:少数の正電荷による膜透過減速効果2012

    • Author(s)
      大西由希子、山岸麻里芙、藤田英伸、木田祐一郎、阪口雅郎
    • Organizer
      第85回日本生化学会大会
    • Place of Presentation
      福岡国際会議場(福岡県)
    • Year and Date
      20121214-20121216
  • [Presentation] 膜タンパク質の小胞体標的化を抑制するアミノ末端モチーフの解析2012

    • Author(s)
      阪上春花、岩下昌平、木田祐一郎、阪口雅郎
    • Organizer
      第85回日本生化学会大会
    • Place of Presentation
      福岡国際会議場(福岡県)
    • Year and Date
      20121214-20121216
  • [Presentation] 小胞体膜トランスロコンにおいて正電荷アミノ酸により引き起こされるポリペプチド鎖の逆方向への動き2012

    • Author(s)
      藤田英伸、木田祐一郎、阪口雅郎
    • Organizer
      第85回日本生化学会大会
    • Place of Presentation
      福岡国際会議場(福岡県)
    • Year and Date
      20121214-20121216
  • [Presentation] リボソーム-トランスロコン複合体における疎水性配列の識別機構2012

    • Author(s)
      木田祐一郎、石原裕大、藤田英伸、阪口雅郎
    • Organizer
      第85回日本生化学会大会
    • Place of Presentation
      福岡国際会議場(福岡県)
    • Year and Date
      20121214-20121216
  • [Presentation] 小胞体トランスロコンを介したポリペプチド鎖の動き2012

    • Author(s)
      藤田英伸、木田祐一郎、阪口 雅郎
    • Organizer
      第12回日本蛋白質科学会年会
    • Place of Presentation
      名古屋国際会議場(愛知県)
    • Year and Date
      20120620-20120622
  • [Presentation] リボソームは小胞体トランスロコンを介した膜貫通セグメントの形成を制御する2012

    • Author(s)
      大西由希子、山岸麻里芙、藤田英伸、木田祐一郎、阪口雅郎
    • Organizer
      第12回日本蛋白質科学会年会
    • Place of Presentation
      名古屋国際会議場(愛知県)
    • Year and Date
      20120620-20120622
  • [Presentation] 小胞体トランスロコンを介した膜タンパク質の構造形成2012

    • Author(s)
      木田祐一郎、矢吹隆明、藤田英伸、阪口雅郎
    • Organizer
      第12回日本蛋白質科学会年会ワークショップ「in vivo 蛋白質科学:構造形成と分解」
    • Place of Presentation
      名古屋国際会議場(愛知県)
    • Year and Date
      20120620-20120622
    • Invited
  • [Presentation] 小胞体トランスロコンを介した新生ポリペプチド鎖の動きの制御2012

    • Author(s)
      Sakaguchi, M.
    • Organizer
      第12回日本蛋白質科学会年会シンポジウム「細胞内のタンパク質動態と細胞機能: Protein dynamics and cellular functions」
    • Place of Presentation
      名古屋国際会議場(愛知県)
    • Year and Date
      20120620-20120622
    • Invited
  • [Presentation] Analysis of N-terminal motif suppressing ER-targeting2012

    • Author(s)
      Sakaue, H., Iwashita, S., Yuichiro Kida, Y., and Sakaguchi, M.
    • Organizer
      第45回日本発生生物学会・第64回日本細胞生物学会合同大会
    • Place of Presentation
      神戸国際会議場(兵庫県)
    • Year and Date
      20120529-20120531
  • [Presentation] Distinct cis-acting determinants in the first cytoplasmic loop domain control apicobasal distribution of the ATP-binding cassette transporter family C isoforms2012

    • Author(s)
      Emi, Y. and Sakaguchi, M.
    • Organizer
      第45回日本発生生物学会・第64回日本細胞生物学会合同大会
    • Place of Presentation
      神戸国際会議場(兵庫県)
    • Year and Date
      20120529-20120531

URL: 

Published: 2014-07-24  

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