2016 Fiscal Year Annual Research Report

Study on the protein quality control mechanism in the endoplasmic reticulum

Research Project

Project/Area Number	26440096
Research Institution	Kyoto University
Principal Investigator	細川暢子京都大学, ウイルス・再生医科学研究所, 准教授 (00263153)
Project Period (FY)	2014-04-01 – 2017-03-31
Keywords	小胞体 / タンパク質品質管理 / シャペロンタンパク質 / タンパク質分解 / 小胞体関連分解 / 動物細胞
Outline of Annual Research Achievements	小胞体でミスフォールドしたタンパク質の分解に関わるユビキチンリガーゼ複合体HRD1-SEL1Lの機能解析を進めた。SEL1Lタンパク質は単独で発現させると不安定で速やかに細胞内分解を受け、この時同時にミスフォールドしたタンパク質基質の分解も促進される。このような過剰な分解機構は細胞にとって不都合であるため、SEL1Lタンパク質の安定性を保証する仕組みがあると考えられる。本年度の研究においてSEL1Lを安定化させるタンパク質を同定することができた。小胞体でミスフォールドした糖タンパク質の分解には、糖鎖のマンノーストリミングが必要で、哺乳類細胞ではEDEMタンパク質がこの機能に関与すると考えられている。試験管内でのマンノシダーゼ活性を検出するため、様々な基質を培養細胞から精製して、活性検出のための条件検討を行った。今後さらに、精製した糖鎖に対する酵素活性を検出する必要がある。また小胞体でのタンパク質品質管理においてはBiPシャペロンタンパク質が重要な役割を担っている。ATP加水分解のエネルギーを用いて基質との結合解離を繰り返し、タンパク質のフォールディングを促進する。このBiPシャペロンサイクルにおいて機能するSDF2およびSDF2L1タンパク質を同定して機能解析を行い、小胞体内におけるタンパク質凝集を抑制する働きがあることを明らかにすることができた。タンパク質の品質管理機構の破綻は様々な疾患の原因となることが知られており、本研究は分子レベルでのメカニズム解明に寄与するものである。