ゴルジ体を経由しないノンクラシカル膜タンパク質輸送経路の解析

• 研究課題/領域番号: 16044201
• 研究種目: 特定領域研究
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 生物系
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 鈴木 利治 北海道大学, 大学院・薬学研究科, 教授 (80179233)
• 研究期間 (年度): 2004 – 2005
• 研究課題ステータス: 完了 (2005年度)
• 配分額: 5,300千円 (直接経費: 5,300千円); 2005年度: 2,700千円 (直接経費: 2,700千円); 2004年度: 2,600千円 (直接経費: 2,600千円)
• キーワード: 膜たんぱく / 分泌タンパク / ゴルジ / 小胞 / キネシン / JIP / 小胞輸送 / ゴルジ体 / 膜タンパク質 / G-タンパク質 / 小胞体

研究概要

神経細胞で発現するタンパク質の細胞内輸送過程を(1)ERからゴルジ体までと(2)ゴルジ体以降の軸索順行輸送過程に分けて解析を行った。X11Lは細胞質タンパク質であるが、ゴルジ体等の膜分画に多く回収され、X11Lに結合する膜タンパク質の輸送を制御する予備的知見を得ている。X11L結合性膜タンパク質の例としてAPPの輸送を解析した。その結果、X11L発現下ではAPPはゴルジ体を通過しないで細胞膜へ輸送される結果を得た(これをノンクラシカル経路と名付けた)。この分子機構を解明する目的で、X11Lと結合するARFを細胞に共発現しAPP輸送を調べたが、ARFはX11Lとは独立に機能することが判明した。また、ファミリー分子X11およびX11L2も同様の機能を示すことが判明した。実験に用いた培養細胞では、主にX11L2が発現しているためRNAi法を用いてX11L2の発現をノックダウンしたところ、ノンクラシカル経路による輸送は遮断された。一方、神経細胞内では、APPはX11Lを介して新規膜タンパク質Alcadeinと三量体を形成し(Araki et al.,J.Biol.Chem.[2003]278,49448)、X11Lの解離により2つのタンパク質は協調的な代謝を受けている(Araki et al.,J.Biol.Chem.[2004]279,24343)。そこで上記(2)に関連する解析として、Alcadeinの輸送を解析したところ、APPとAlcadeinは独立した小胞で異なる速度で輸送される事を全反射顕微鏡を用いた解析から解明した。APPはJIP1bを介してKLCに結合し、Alcadeinは直接KLCに結合し小胞輸送を受ける。ノンクラシカル経路で運ばれたAPPもX11LからJIP1bに受け渡されるのかどうかなど詳細な分子機構を解析中である。

研究成果

• [雑誌論文] Interaction of N-terminal acetyltransferase with the cytoplasmic domain of β-amyloid precursor protein and its effect on Aβ secretion (2005)
  • 著者名/発表者名: Asaumi, M., Iijima, K., Sumioka, A., IIjima, A., K., Kirino, Y., Nakaya, T., Suzuki,T.
  • 雑誌名: Journal of Biochemistry 137 ページ: 147-155
  • NAID: 10017343017
• [雑誌論文] Role of 13-3-3γ in FE65-dependent gene transactivation mediated by the APP cytoplasmic fragment. (2005)
  • 著者名/発表者名: Umioka, A., Nagaishi, S., Yosida, N., Lin, A., Miura, M., Suzuki,T.
  • 雑誌名: Journal of Biological Chemistry 280 ページ: 42364-42374
• [雑誌論文] Modulation of amyloid precursor protein cleavage by cellular Sphingolipids. (2004)
  • 著者名/発表者名: Sawamura, N. et al.
  • 雑誌名: J.Biol.Chem 279 ページ: 11984-11991
• [雑誌論文] Facilitation of stress-induced phosphorylation of β-amyloid precursor protein family members by X11-like/Mint2 protein. (2004)
  • 著者名/発表者名: Taru, H., Suzuki, T.
  • 雑誌名: J.Biol.Chem 279 ページ: 21628-21636
• [雑誌論文] Coordinated metabolism of Alcadein and amyloid β-protein precursor regulates FE65-dependent gene transactivation. (2004)
  • 著者名/発表者名: Araki, Y., et al.
  • 雑誌名: J.Biol.Chem 279 ページ: 24343-24354
• [雑誌論文] The APP intracellular domain forms nuclear multiprotein complexes and regulates the transcription of its own precursor (2004)
  • 著者名/発表者名: von Rotz, R.C., et al.
  • 雑誌名: J.Cell Sci. 117 ページ: 4435-4448
• [雑誌論文] Caspase cleavage of β-amyloid precursor protein is regulated by cytoplasmic phosphorylation. (2004)
  • 著者名/発表者名: Taru, H., et al.
  • 雑誌名: FEBS Lett. 567 ページ: 248-252
• [図書] タンパク質科学イラストレイテッド 第6章 (2005)
  • 著者名/発表者名: 荒木 陽一, 鈴木利治(分担執筆)
  • 出版者: 羊土社