蛋白質分解-新しいモディフアイアー蛋白質による制御

• Project/Area Number: 12146101
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Biological Sciences
• Research Institution: Juntendo University
• Principal Investigator: 木南 英紀 順天堂大学, 医学部, 教授 (10035496)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 横沢 英良 北海道大学, 大学院・薬学研究科, 教授 (90012765) ; 鈴木 紘一 東レ先端融合研究所, 所長 (80011948) ; 田中 啓二 東京都臨床医学総合研究所, 副所長 (10108871) ; 中西 重忠 京都大学, 大学院・生命化学研究所, 教授 (20089105) ; 水野 義邦 (水野 美邦) 順天堂大学, 医学部, 教授 (30049043)
• Project Period (FY): 2000 – 2005
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2005)
• Budget Amount: ¥49,700,000 (Direct Cost: ¥49,700,000); Fiscal Year 2005: ¥1,500,000 (Direct Cost: ¥1,500,000); Fiscal Year 2004: ¥9,800,000 (Direct Cost: ¥9,800,000); Fiscal Year 2003: ¥9,200,000 (Direct Cost: ¥9,200,000); Fiscal Year 2002: ¥9,000,000 (Direct Cost: ¥9,000,000); Fiscal Year 2001: ¥20,200,000 (Direct Cost: ¥20,200,000)
• Keywords: 蛋白質分解 / オートファジー / プロテアソーム / ユビキチン / モディファイアー蛋白 / リソソーム / 蛋白分解 / モディファイアー蛋白質 / 基質蛋白質の選別 / ホームページ

Research Abstract

特定領域研究「蛋白質分解-新しいモディファイアー蛋白質による制御-」(平成12年度〜平成16年度)が終了したので、その成果をとりまとめ、研究成果報告書を文部科学省に提出した。本研究のテーマとした細胞内の主要な蛋白分解システムであるユビキチン・プロテアソームシステム研究とオートファゴソーム・リソソームシステム研究は、研究期間の5年間に大きな進展が見られた。ユビキチン・プロテアソームシステム研究では、このシステムが広く生物・生命現象に関わることが定説となった時点で、一昨年ユビキチンの基質蛋白質への結合反応の発見についてノーベル化学賞が贈られた。本特定領域研究で得られた成果は、その後のこの領域の生物医学的研究の発展に、極めて大きな貢献をした。また、日本発信の研究であるオートファジー研究では、本特定領域研究チームの研究成果は世界最先端を行っており、平成17年度においても世界に注目される成果が出されている。
研究成果報告書の提出に加えて、この特定領域研究で得られた研究成果を社会の方々に広く知っていただき、より理解を深めていただくという趣旨で公開講座を平成17年12月24日に順天堂大学有山記念講堂で行った。「いきいきとした細胞、そして健康を保ために」というタイトルで、副題を「タンパク質分解の重要性」とし、5人の演者から世界トップレベルの研究内容をわかりやすく、面白く話していただいた。最後に5人の演者が登壇し、パネルディスカッションを行ったが、150人ぐらいの出席者の中から、次々と質問が出され、討論時間の30分はあっという間に終わった。細胞の中で蛋白質がつくられた後なぜ壊されなければならないか、蛋白質の分解が健康維持や病気の原因・進行にどう関与しているのかという疑問に対する科学的な説明は、かなり理解していただいたように思えた。蛋白質分解の研究領域が益々発展することを祈念する。

Research Products

• [Journal Article] Phosphatidylserine in addition to phosphatidylethanolamine is an in vitro target of the mammalian Atg8 modifiers, LC3,GABARAP, and GATE-16. (2006)
  • Author(s): Sou YS.et al.
  • Journal Title: J Biol Chem. 281・6 Pages: 3017-3024
• [Journal Article] Excess peroxisomes are degraded by autophagic machinery in mammals. (2006)
  • Author(s): Iwata J.et al.
  • Journal Title: J Biol Chem. 281・7 Pages: 4035-4041
• [Journal Article] Loss of autophagy in the central nervous system causes neurodegeneration. (2006)
  • Author(s): Komatsu M et al.
  • Journal Title: Nature (In press)
• [Journal Article] Impairment of starvation-induced and constitutive autophagy in Atg7-dificient mice. (2005)
  • Author(s): Komatsu M.et al.
  • Journal Title: J Cell Biol, 169・3 Pages: 425-434
• [Journal Article] Lysosomal turnover, but not a cellular level, of endogenous LC3 is a marker for autophagy. Autophag (2005)
  • Author(s): Tanida I.et al.
  • Journal Title: Autophagy 1 Pages: 84-91
• [Journal Article] Solution structure of microtubule-associated protein light chain 3 and identification of its functional subdomains. (2005)
  • Author(s): Kouno T.et al.
  • Journal Title: J Biol Chem. 280・26 Pages: 24610-24607
• [Journal Article] A novel protein-conjugating system for Ufm1, a ubiquitin-fold modifier. (2004)
  • Author(s): Komatsu M et al.
  • Journal Title: The EMBO Journal 23・9 Pages: 1977-1986
• [Journal Article] HsAtg4B/HsApg4B/autophagin-1 cleaves the carboxyl termini of three human Atg8 homologues and delipidates microtubule-associated ------- (2004)
  • Author(s): Tanida I et al.
  • Journal Title: The Journal of Biological Chemistry 279・35 Pages: 36268-36276
• [Journal Article] Role for Rab7 in maturation of late autophagic vacuoles. (2004)
  • Author(s): Jager S et al.
  • Journal Title: Journal of Cell Science 117 Pages: 4837-4848
• [Journal Article] Human light chain 3/MAPILC3B is cleaved at its carboxyl-terminal Met121 to expose Gly120 for lipidation and targeting to --------- (2004)
  • Author(s): Tanida I et al.
  • Journal Title: The Journal of Biological Chemistry 279・46 Pages: 47704-47710
• [Journal Article] Structural basis of sugar-recognizing ubiquitin ligase. (2004)
  • Author(s): Mizushima T et al.
  • Journal Title: Nat.Struct.Mol.Biol. 11 Pages: 365-370
• [Journal Article] Self/nonself recognition in ascidian fertilization : Vitelline coat protein HrVC70 is a candidate (2004)
  • Author(s): Sawada H et al.
  • Journal Title: Proc.Natl.Acad.Sci.USA 101 Pages: 151615-15620
• [Book] Autophagy(Klionsky D.J., ed.) (2004)
  • Author(s): Ueno T et al.
  • Total Pages: 311
  • Publisher: Eurekah.Com/Landes Bioscience, U.S.A.
• [Publications] Yamazaki-Sato H et al.: "The carboxyl terminal 17 amino acids within Apg7 are essential for Apg8 lipidation, but not for Apg12 conjugation."FEBS Lett.. 551. 71-77 (2003)
• [Publications] Nemoto T et al.: "The mouse APG10 homologue, an E2-like enzyme for Apg12p conjugation, facilitates MAP-LC3 modification."J Biol Chem.. 278. 39517-39526 (2003)
• [Publications] Asanuma K et al.: "MAP-LC3, a promising autophagosomal marker, is processed during the differentiation and during the differentiation and recovery of podocytes from PAN nephrosis"FASEB J.. 17(9). 1165-1167 (2003)
• [Publications] Imai J et al.: "The molecular chaperone Hsp90 plays a role in the assembly and maintenance of the 26S proteasome."EMBO J.. 22(14). 3557-3567 (2003)
• [Publications] Ogura T, Tanaka K.: "Dissecting various ATP-dependent steps involved in proteasomal degradation."Mol Cell.. 11(1). 3-5 (2003)
• [Publications] Sakai N et al.: "Extracellular ubiquitin system implicated in fertilization of the ascidian, Halocynthia roretzi : isolation and characterization."Dev Biol.. 264(1). 299-307 (2003)
• [Publications] Ueno T, Tanida I, Kominami E.: "Autophagy (Klionsky D.J., ed.)"Eurekah. com/Landes Bioscience, U.S.A.. 311 (2004)
• [Publications] Tanida I.et al.: "GATE-16 and GABARAP are authentic modifiers mediated by Apg7 and Apg3."Biochem Biophys Res Commun. 300. 637-644 (2003)
• [Publications] Tanida I.et al.: "Mammalian Apg12P, but not the Apg12p Apg5p conjugate, facilitates LC3 processing"Biochem Biophys Res Commun. 296. 1164-1170 (2002)
• [Publications] Tanida I.et al.: "Human Apg3p/Aut1p homologue is an authentic E2 enzyme for multiple substrates, GATE-16, GABARAP, and MAP-LC3, and facilitates-"J Biol Chem. 277. 13739-13744 (2002)
• [Publications] Yoshida Y.et al.: "E3 ubiquitin ligase that recognizes sugar chains"Nature. 418. 438-442 (2002)
• [Publications] Yamano T.et al.: "Two distinct pathways mediated by PA28 and hsp9O in major histocompatibility sperm receptor"J Exp Med.. 196. 185-196 (2002)
• [Publications] Sawada H.et al.: "Extracellular ubiquitination and proteasome-mediated degradation of the ascidian complex class I antigen processing"Proc Natl Acad Sci. 99. 1223-1228 (2002)
• [Publications] Tanida, I., et al: "Human Apg3p/Autlp homologue is an E2 enzyme for multiple substrates, GATE-16, GABARAP, and MAP-LC3,and facilitates the conjugation of ---"J Biol Chem.. (in press). (2002)
• [Publications] Tanida, I., et al: "The Human homologue of Saccharomyces cerevisiae Apg7p is a protein-activating enzyme for multiple substrates, human Apg12p, GATE-16,---"J. Biol. Chem.. 276. 1701-1706 (2001)
• [Publications] Komatsu, M., et al: "The C-terminal region of an Apg7p/Cvt2p is required for homodimerization and is essential for its E1-activity and E1-E2 complex-formation"J. Biol. Chem.. 276. 9846-9854 (2001)
• [Publications] Kim, B. Y., et al: "Molecular characterization of mammalian homologues of class C Vps proteins that interact with syntaxin-7"J Biol Chem.. 276. 29393-29402 (2001)
• [Publications] Nakanishi, H. et al: "Involvement of nitric oxide released from microglia-macrophages in pathological changes of cathepsin D-deficient mice"J Neurosci.. 21. 7526-7533 (2001)
• [Publications] Kawakami, T., at al: "NEDD8 recruits E2-ubiquitin to SCF E3 ligase"EMBO J.. 20. 4003-4012 (2001)
• [Publications] Ichimura,Y., et al: "A ubiquitin-like system mediates protein lipidation"Nature. 408. 488-492 (2000)
• [Publications] Kabeya,Y., et al.: "LC3, a mammalian homolog of yeast Apg8p, is localized in autophagosome membranes after processing"EMBO J.. 19. 5720-5728 (2000)
• [Publications] Koike,M., et al: "Cathepsin D Deficiency Induces Lysosomal Storage with Ceroid Lipofuscin in Mouse CNS Neurons"J.Neurosci.. 15. 6898-6906 (2000)
• [Publications] Okazaki,N. et al: "Interaction of Unc-51-like kinase and MAP light chain 3 related proteins in the brain : Possible role of vesicular transport in……"Mol.Brain.Res.. 85. 1-12 (2000)
• [Publications] Tanida,I., et al: "The Human homologue of Saccharomyces cerevisiae Apg7p is a protein-activating enzyme for multiple substrates,……"J.Biol.Chem.. 276. 1701-1706 (2001)
• [Publications] Komatsu,M., et al: "The C-terminal region of an Apg7p/Cvt2p is required for homodimerization and is essential for its E1-activity and ……"J.Biol.Chem.. 276(In press). (2001)
• [Publications] 木南英紀 など: "タンパク質分解-分子機構と細胞機能"シュプリンガー・フェアラーク東京. 236 (2000)
• [Publications] 木南英紀 など: "神経難病の分子機構"シュプリンガー・フェアラーク東京. 194 (2000)