酵母細胞の老化に伴う酸化的ストレス適応応答の変動機構の解析

• 研究課題/領域番号: 09760086
• 研究種目: 奨励研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 応用微生物学・応用生物化学
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 井沢 真吾 京都大学, 食糧科学研究所, 助手 (10273517)
• 研究期間 (年度): 1997 – 1998
• 研究課題ステータス: 完了 (1998年度)
• 配分額: 1,800千円 (直接経費: 1,800千円); 1998年度: 700千円 (直接経費: 700千円); 1997年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
• キーワード: チオレドキシン / グルタレドキシン / yAP-1 / Saccharomyces cerevisiae / glutathione reductase / glucose-6-phosphate dehydrogenase / glutathione

研究概要

Saccharomyces cerevisiaeの酸化的ストレス応答における主要な転写因子であるYap1について研究を行った。Yap1は細胞が酸化的ストレス下で、抗酸化酵素の遺伝子群の転写を活性化する酸化的ストレス応答性の転写因子であり、その活性制御にシステイン残基が重要な役割を担うことが知られている。そこでチオレドキシン(TRX)欠損株(trx1Δ, trx2Δ, trx1Δ/trx2Δ)、グルタレドキシン(GRX)欠損株(grxlΔ, grx2Δ,grx1Δ/grx2Δ)を構築し、これらによるYap1活性のredox-regulationの可能性を検討した。TRX二重欠損株(trx1Δ/trx2Δ)は、非ストレス条件下でも恒常的にYap1の活性化が観察され、標的遺伝子の転写の増大やYap1自身の核への局在化が観察された。このような恒常的なYap1の活性化はGRX欠損株やTRX単独欠損株では観察されず、Yap1活性に対しTRXが抑制的に働くことが示唆された。TRX二重欠損株での恒席的なYap1の活性化は嫌気条件下では観察されないことや、細胞内酸化度が野性株に比べ顕著に高いことなどから細胞内の酸化還元状態に起因してYap1が活性化されているものと考えられた。Yap1の細胞内局在はC末端領域のシステインリッチなドメインに存在するnuclear loca1ization sequence(NES)を介して制御されていることから、Cys残基を介した結合によりNESがmaskingされることで常にYap1が核に局在し活性化されるのではないかと作業仮説をたて検討を行っている。さらに、yap1Δ/trx1Δ/trx2Δの三重破壊株が合成致死性を示すことを明らかにした。yap1Δ/grx1Δ/grx2Δの三重破壊株が生育可能であることから酵母細胞内におけるTRXとGRXの機能の差異が示唆された。

研究成果

• [文献書誌] S.Izawa et al: "Importance of glucose-6-phosphate dehydrogenase in the adaptire response to hydrogen peroxide in Saccharomyces cerevisiae" Biochemical Journal. 330(2). 811-817 (1998)
• [文献書誌] Y.Inoue,et al: "Molecular identification of glutathione synthetase (GSH2) gene from Saccharomyces Cerevisiae" Biochemica et Biochysica Acta. 1395. 315-320 (1998)
• [文献書誌] S.Izawa et al.: "Importance of glucose-6-phosphate dehydrogenase in the adaptive response to hydrogen peroxide in Saccharomyces cererisiae" Biochem.J. 330(2). 811-817 (1998)
• [文献書誌] 井沢真吾・木村光: "酵母の各種遺伝子破壊株を用いた酸化的ストレス応答の研究" 京都大学食糧科学研究所報告. 60. 131-132 (1997)