ゴルジ体構造タンパク質の細胞生物学的、生化学的手法による機能解析

• Project/Area Number: 03J08586
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 国内
• Research Field: 細胞生物学
• Research Institution: Kanazawa University
• Principal Investigator: 吉村 信一郎 金沢大学, 自然科学研究科, 特別研究員(PD)
• Project Period (FY): 2003 – 2005
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2005)
• Budget Amount: ¥3,300,000 (Direct Cost: ¥3,300,000); Fiscal Year 2005: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000); Fiscal Year 2004: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000); Fiscal Year 2003: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
• Keywords: ゴルジ / マトリックス / GRASP65 / リン酸化 / MAPキナーゼ / CDK1 / PLK1 / ゴルジマトリックス / 細胞増殖 / Golgi apparatus / GTP型Sar1p変異体 / Golgi matrix / golgin / GRASP

Research Abstract

ゴルジ体の機能はタンパク質の選別の場であり、また小胞体から送られてきたタンパク質はそこで糖鎖等の修飾の場である。この機能についてはよく知られているが、それ以外に近年、ゴルジ体の機能について細胞分裂調節等の様々なシグナル伝達の場であることが示唆されている。例えば、MAPキナーゼやCDK1等のリン酸化酵素がゴルジ体に局在すること、これらの基質が細胞内の様々なイベントに関わることが明らかになっている。
GRASP65というタンパク質について代表者は研究を進めてきたが、このタンパク質が細胞周期の間期にリン酸化を受けること、また分裂期にはさらに高度にリン酸化されることを突き止めた。また、間期、分裂期を通じて、共通してリン酸化されるセリン残基を特定し、この部位のリン酸化は間期においてはMAPキナーゼが、また分裂期にCDK1/CyclinBによってされることを明らかにした。
GRASP65はゴルジ体の層板構造を維持する「ゴルジマトリックスタンパク質群」の一つである。GRASP65のリン酸化が細胞分裂期におけるゴルジ体構造分散化の引き金になることを示唆する報告が他より出た一方、我々のグループはこの部位のリン酸化がGRASP65とpolo様キナーゼ1(PLK1)の結合に重要であることを示唆する結果を得た。
またこれらの二者の結合が細胞分裂期の進行に必要である可能性を示唆する結果を得た。
CDK/CyclinBの阻害的調節因子として知られているMyt1がゴルジ体に局在しており、さらにPLK1の基質となること、PLK1によるリン酸化がMyt1の細胞内局在に影響を与える等の論文報告、学会発表がなされており、現在、GRASP65がゴルジ体の構造維持としての機能の他、PLK1I-Myt1-CDK1と続くリン酸化カスケードの足場として機能していると考えられる。

Research Products

• [Journal Article] Convergence of cell cycle regulation and growth factor signals on GRASP65 (2005)
  • Author(s): Yoshimura, S. et al.
  • Journal Title: J.Biol. Chem 280 Pages: 23048-23056
• [Journal Article] Depletion of vesicle-tethering factor p115 causes mini-stacked Golgi fragments with delayed protein transport (2005)
  • Author(s): Sohda, M. et al.
  • Journal Title: Biochem.Biophys.Res.Commun. 338 Pages: 1268-1274
• [Journal Article] ゴルジマトリックスタンパク質群 (2004)
  • Author(s): 吉村信一郎, 中村暢宏
  • Journal Title: 生体の科学・生命科学のNew Key Word 55・5 Pages: 418-419
• [Journal Article] ゴルジ体のタネ (2004)
  • Author(s): 中村暢宏, 吉村信一郎
  • Journal Title: 蛋白質・核酸・酵素 増刊 細胞における蛋白質の一生 49・7 Pages: 920-921
• [Publications] Shakoori A, Fujii G, Yoshimura S, Kitamura M, Nakayama K, Ito T, Ohno H, Nakamura N.: "Identification of a five-pass transmembrane protein family localizing in the Golgi apparatus and the ER."Biochemical and Biophysical Research Communications. 312・3. 850-857 (2003)
• [Publications] Yoshimura S., Yamamoto A., Misumi Y., Sohda M., Barr F.A., Fujii G., Shakoori A., Ohno H., Mihara K., Nakamura N.: "Dynamics of Golgi Matrix Proteins after a Block of ER to Golgi Transport."Journal of Biochemistry. 135・2. 201-216 (2004)
• [Publications] 中村暢宏, 吉村信一郎, 申惠媛, 中山和久: "小胞融合の選択性と小胞繋留機構-ゴルジ体を中心として"実験医学増刊 細胞内輸送研究の最前線. 21・14. 129(1947)-135(1953) (2003)
• [Publications] 吉村信一郎, 中村暢宏: "初耳辞典 ゴルジマトリックスタンパク質群"生体の科学. 54・6. 576-577 (2003)