高度に進化した２種のシャペロニンによる細胞機能制御

2013 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 23570220
• Research Institution: Akita University
• Principal Investigator: 久保田 広志 秋田大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (80332724)
• Keywords: 分子シャペロン / フォールディング / ATPase / 反応サイクル / 複合体形成 / タンパク質相互作用 / 構造変化 / 機能制御

Research Abstract

細胞内で生合成されるタンパク質は、様々なストレスにより常に変性や凝集の危険にさらされている。このため、分子シャペロンと呼ばれるタンパク質が正しい構造をつくるまでの過程を介助する。本研究では、CCTとHSP60というタンパク質の折りたたみ（フォールディング）を介助する分子シャペロン（シャペロニン）に注目して解析を進めている。シャペロニンは、２重リング型の複合体を形成し、中央の空洞の中でタンパク質のフォールディングを促進する。細胞質にはCCT が存在し、ミトコンドリアにはHSP60が分布している。CCTとHSP60は、全ての真核細胞においてタンパク質のフォールディングに必須の分子であるが、その作用機構の詳細は不明なままである。そこで、本研究は、これらのシャペロニンのもつ機能の詳細を明らかにすることを目的とした。昨年度までに、CCTにはGTPase活性があることを明らかにした。さらに、HSP60については、HSP60の基質フォールディンク反応サイクルにおいて、GroELと異なり、シングルリング状態を経由して制御されていることがわかった。これにより、HSP60の機能制御においては、シングルリングからダブルリングへの転換およびフットーボール型複合体の形成が重要な意味を持っているものと考えられたので、より詳細な解析を行った。その結果、HSP60は、ATPおよびコシャペロンHSP10依存的に、シングルリング→ダブルリング→フットボール型複合体へとその構造を変化させるが、フットボール型複合体が反応サイクルにおいて中心的な働きを担っているものと考えられた。

Research Products

• [Journal Article] ATPase activity and ATP-dependent conformational change in the co-chaperone HOP. (2014)
  • Author(s): Yamamoto S, Subedi GP, Hanashima S, Satoh T, Otaka M, Wakui H, Sawada KI, Yokota SI, Yamaguchi Y, Kubota H, Itoh H.
  • Journal Title: Journal of Biological Chemistry Volume: 289 Pages: 9880-9886
  • DOI: 10.1074/jbc.M114.553255
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Serum heat shock protein 47 levels are elevated in acute interstitial pneumonia. (2014)
  • Author(s): Kakugawa, T., Yokota, S.I., Ishimatsu, Y., Hayashi, T., Nakashima, S., Hara, S., Sakamoto, N., Kubota, H., Mine, M., Matsuoka, Y., Mukae, H., Nagata, K., and Kohno, S.
  • Journal Title: BMC Pulm. Med. Volume: 14 Pages: -
  • DOI: 10.1186/1471-2466-14-48.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Prefoldin protects neuronal cells from polyglutamine toxicity by preventing aggregation formation. (2013)
  • Author(s): Tashiro E, Zako T, Muto H, Itoo Y, Sorgjerd K, Terada N, Abe A, Miyazawa M, Kitamura A, Kitaura H, Kubota H, Maeda M, Momoi T, Iguchi-Ariga SM, Kinjo M, Ariga H.
  • Journal Title: Journal of Biological Chemistry Volume: 288 Pages: 19958-19972
  • DOI: 10.1074/jbc.M113.477984
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Serum heat shock protein 47 levels in patients with drug-induced lung disease. (2013)
  • Author(s): Kakugawa, T., Yokota, S., Ishimatsu, Y., Hayashi, T., Nakashima, S., Hara, S., Sakamoto, N., Kubota, H., Mine, M., Y., Matsuoka, Y., Mukae, H., Nagata, K., and Kohno, S.
  • Journal Title: Respir. Res. Volume: 14 Pages: -
  • DOI: 10.1186/1465-9921-14-133
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 筋萎縮性側索硬化症原因タンパク質SOD1変異体のリソソーム依存的分解 (2013)
  • Author(s): 田村拓、山田大介、久保田広志
  • Organizer: 第８回臨床ストレス応答学会
  • Place of Presentation: 松本市
  • Year and Date: 20131115-20131116
• [Presentation] Lysosome-dependent degradation of ALS-linked mutant SOD1 (2013)
  • Author(s): Daisuke Yamada, Taku Tamura, Hiroshi Kubota
  • Organizer: International Mini-symposium: Protein Folding and Disease
  • Place of Presentation: 秋田市
  • Year and Date: 20131029-20131030
• [Presentation] Actin and myosin participate in the quality control of SOD1 aggregates (2013)
  • Author(s): Taku Tamura, Akihiko Yatabe, Koji Ichinohe, Yuko Shimizu, Akira Kitamura, Masataka Kinjo, Hiroshi Kubota
  • Organizer: International Mini-symposium: Protein Folding and Disease
  • Place of Presentation: 秋田市
  • Year and Date: 20131029-20131030
• [Presentation] アクチン・ミオシン系は筋萎縮性側索硬化症原因タンパク質SOD1変異体の凝集制御および分解に関与する (2013)
  • Author(s): 田村拓, 矢田部暁彦, 一戸康治, 清水佑子, 北村朗, 金城政孝, 久保田広志
  • Organizer: 第65回日本細胞生物学会大会
  • Place of Presentation: 名古屋市
  • Year and Date: 20130619-21
• [Presentation] Aminoglycoside antibiotics suppress the Heat Shock Protein 70 function. (2013)
  • Author(s): Yamamoto S, Yokota S, Wakui H, Kubota H, Itoh H, Fujii N
  • Organizer: 28th International Congress of Chemotherapy and Infection
  • Place of Presentation: 横浜市
  • Year and Date: 20130605-20130608