Molecular mechanism of disulfide-bonded active oligomerization by an endoplasmic stress sensor IRE1
| Project/Area Number |
20K15969
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Basic Section 47020:Pharmaceutical analytical chemistry and physicochemistry-related
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| Research Institution | The University of Tokushima |
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Principal Investigator |
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2022-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2021)
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| Budget Amount *help |
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2021: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
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| Keywords | ジスルフィド結合 / 小胞体 / IRE1 / PDIファミリー / 小胞体ストレス応答 / ミスフォールドタンパク質 / インスリン / タンパク質品質管理 |
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| Outline of Research at the Start |
真核細胞小胞体では、様々な膜タンパク質や分泌タンパク質の立体構造形成が失敗した際に、これらのミスフォールドタンパク質を感知し、その除去や再度の立体構造形成を促す小胞体ストレス応答機構(UPR)が存在する。小胞体ストレスセンサーIRE1はUPRの主要な制御因子で、ミスフォールドタンパク質、ジスルフィド結合などに依存して活性化することが報告されてきた。しかし、IRE1の活性型であるオリゴマーの構造やそのオリゴマー形成のしくみは未知である。そこで、IRE1活性型ジスルフィドオリゴマーの動態および構造解析を中心とし、分子シャペロンを制御因子とするIRE1活性化の分子機構解明を目指す。
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| Outline of Final Research Achievements |
The endoplasmic reticulum (ER) stress response is a cellular defense system that senses the accumulation of cytotoxic misfolded proteins and promotes their removal. IRE1, a major mammalian stress sensor, has been studied intensively, but the molecular mechanisms underlying its activation remain largely unresolved. In this study, I worked to elucidate the structural dynamics of active oligomers formed by IRE1 and clarified the effects of the amount of regulatory factors such as IRE1 concentration, intermolecular disulfide bonds, and misfolded proteins on its dynamics.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
小胞体ストレス応答制御の破綻や過剰な活性化が、神経変性疾患、Ⅱ型糖尿病、癌などの様々な疾患と結びついているため、制御の分子機構解明は急務だが、IRE1によるUPR経路の初期に起きるイベントの分子機構が未解明なことが創薬等の障害になっていた。本研究の成果からこれまで不明だったIRE1活性化機構の一端が解明され、その制御に分子間ジスルフィド結合が重要なことが示された。今後IRE1の分子間ジスルフィド結合をターゲットとし、UPR制御に働く、新たな創薬基盤の確立が期待される。
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Report
(3 results)
Research Products
(14 results)
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[Journal Article] Functional Interplay between P5 and PDI/ERp72 to Drive Protein Folding.2021
Author(s)
Matsusaki M, Okada R, Tanikawa Y, Kanemura S, Ito D, Lin Y, Watabe M, Yamaguchi H, Saio T, Lee YH, Inaba K, and *Okumura M.
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Journal Title
Biology
Volume: 10
Issue: 11
Pages: 1112-1112
DOI
NAID
Related Report
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Ca2+ Regulates ERp57-Calnexin Complex Formation.2021
Author(s)
Tanikawa Y,# Kanemura S,# Ito D, Lin Y, Matsusaki M, Kuroki K, Yamaguchi H, Maenaka K, Lee YH, Inaba K, and *Okumura M.
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Journal Title
Molecules
Volume: 26
Issue: 10
Pages: 2853-2853
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] A unique leucine-valine adhesive motif supports structure and function of protein disulfide isomerase P5 via dimerization2021
Author(s)
Okumura M, Kanemura S., Matsusaki M., Kinoshita M., Saio T., Ito D., Hirayama C., Kumeta H., Watabe M., Amagai Y., Lee Y. H., Akiyama S. and Inaba K.
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Journal Title
Structure
Volume: 29
Issue: 12
Pages: 1-14
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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