出芽酵母を用いた26Sプロテアソームの構造と機能の分子解剖

• 研究課題/領域番号: 16370001
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 遺伝・ゲノム動態
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 東江 昭夫 東京大学, 大学院・理学系研究科, 教授 (90029249)
• 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: 9,400千円 (直接経費: 9,400千円); 2005年度: 3,000千円 (直接経費: 3,000千円); 2004年度: 6,400千円 (直接経費: 6,400千円)
• キーワード: 26Sプロテアソーム / リッド / ベース / 温度感受性変異体 / 蛋白質集合 / 19SRP / 出芽酵母 / ユビキチン・プロテアソーム系 / サブユニット集合 / RPN5 / RPN89 / 局在 / 26Sプアロテアソーム / 19S RP / RPN6 / RPN7 / 蛋白質分解

研究概要

26Sプロテアソームは、20Sプロテアソームと制御因子(19SRP)から構成される。19SRPはさらに2つのサブコンプレクス、リッド(Rpn3、Rpn5、Rpn6、Rpn7、Rpn8、Rpn9、Rpn11、Rpn12、Sem1)とベース(Rpt1〜6、Rpn1、Rpn2、Rpn13)に分けることができる。それぞれの複合体のサブユニット組成は明らかにされたが、これらの多数のサブユニットがどのような順番で、また、細胞内の何処で集合して26Sプロテアソームが完成されるのかについては未だ不明の点が多い。本研究課題ではリッド遺伝子Rpn5、Rpn6、Rpn7、およびベース遺伝子Rpn2の温度感受性変異体を作成し、これらの変異体が制限温度下でどのようなプロテアソームを形成するかを調べることにより、リッド、ベースよび19SRP複合体がどのように形成されるかを解明することを目的とした。rpn7変異体とrpn6変異体の解析から、Rpn5、Rpn8、Rpn9、Rpn11の4ポリペプチドがコアとなってリッドの集合が細胞質で行われることが示された。この部分的な複合体は核に輸送されない。rpn5変異体では、予想通り、部分的な複合体は一切形成されない。リッドが全く形成されないrpn5変異体の中でもベースは正常に作られ、核に輸送されていた。ベース遺伝子の一つRPN2の温度感受性変異体はベースを形成しないが、野生型と同じサブユニット組成のリッドを形成し、そのリッドは核に局在した。野生型では、ベースとリッドは独立に存在せず、19SRPが形成される。これらの結果を総合して、26Sプロテアソーム構築のシナリオを提唱した。

研究成果

• [雑誌論文] Las24/KOGI,a component of the TOR complex 1(TORC1), is needed for resistance to local anesthetic tetracaine and normal distribution of actin cytoskeleton in yeast. (2005)
  • 著者名/発表者名: Araki, T.
  • 雑誌名: Genes Genet. Syst. 80 ページ: 325-343
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Functional analysis of Rpn6p, a lid component of the 26S proteasome, using temperature-sensitive rpn6 mutants of the yeast Saccharomyces cerevisiae. (2005)
  • 著者名/発表者名: Isono, E.
  • 雑誌名: J. Biol. Chem. 280 ページ: 6537-6547
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Knocking out ubiquitin proteasome system function in vivo and in vitro with genetically encodable tandem ubiquitin. (2005)
  • 著者名/発表者名: Saeki, Y.
  • 雑誌名: Method. Enzymol. 399 ページ: 64-74
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Preparation of ubiquitinated substrates by the PY motif-insertion method for monitoring 26S proteasome activity. (2005)
  • 著者名/発表者名: Saeki, Y.
  • 雑誌名: Method. Enzymol. 399 ページ: 215-227
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Las24/KOG1, a component of the TOR complex 1(TORC1), is needed for resistance to local anesthetic tetracaine and normal of distribution of actin cytoskeleton in yeast. (2005)
  • 著者名/発表者名: Araki, T.
  • 雑誌名: Genes Genet.Syst. 80 ページ: 325-343
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Functional analysis of Rpn6p, a lid componenet of the 26S proteasome, using temperature-sensitive rpn6 mutants of the yeast Saccharomyces cerevisiae. (2005)
  • 著者名/発表者名: Isono, E.
  • 雑誌名: J.Biol.Chem. 280 ページ: 6537-6547
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Knocking out ubiquitin proteasome system function in vivo and in vitro with genetically encodable tandem ubiquitin. (2005)
  • 著者名/発表者名: Saeki, Y.
  • 雑誌名: Method.Enzymol 399 ページ: 64-74
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Preparation of ubiquitinated substrates by the PY motif-insertion method for monitoring 26S proteasome activity. (2005)
  • 著者名/発表者名: Saeki, Y.
  • 雑誌名: Method.Enzymol 399 ページ: 215-227
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Functional analysis of Rpn6p, a lid component of the 26S proteasome, using temperature-sensitive rpn6 mutants of the yeast Saccharomyces cerevisiae (2005)
  • 著者名/発表者名: Isono, E., Saito, N., Kamata, N., Saeki, Y., Toh-e, A.
  • 雑誌名: J.Biol.Chem. 280・8 ページ: 6537-6547
• [雑誌論文] Knocking out ubiquitin proteasome system function in vivo and in vitro with genetically encodable tandem ubiquitin. (2005)
  • 著者名/発表者名: Saeki, Y., Isono, E., Shimada, M., Kawahara, H., Yokosawa, H., Toh-e, A.
  • 雑誌名: Method.Enzymol. 399 ページ: 64-74
• [雑誌論文] Preparation of ubiquitinated substrates by the PY motif-insertion method for monitoring 26S proteasome activity. Method. (2005)
  • 著者名/発表者名: Saeki, Y., Isono, E., Toh-e, A.
  • 雑誌名: Method.Enzymol. 399 ページ: 215-227
• [雑誌論文] Functional analysis of Rpn6p, a lid component of the 26S proteasome, using temperature-sensitive rpn6 mutants of yeast Saccharomyces cerevisiae (2005)
  • 著者名/発表者名: Isono, E., Saito, N., Kamata, N., Saeki, Y., Yoh-e, A.
  • 雑誌名: J.Biol.Chem. 280 ページ: 6537-6547
• [雑誌論文] Rpn7 is required for the structural integrity of the 26S proteasome of Saccharomyces cervisiae. (2004)
  • 著者名/発表者名: Isono, E.
  • 雑誌名: J. Biol. Chem. 279 ページ: 27168-27176
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Definitive evidence for Ufd2-catalyzed elongation of the ubiquitin chain through Lys48 linkage. (2004)
  • 著者名/発表者名: Saeki, Y.
  • 雑誌名: Biochem. Biophys. Res. Commun. 320 ページ: 840-845
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Intracellularly inducible, ubiquitin hydrolase-insensitive tandem ubiquitins inhibit the 26S proteasome activity and cell division. (2004)
  • 著者名/発表者名: Saeki, Y.
  • 雑誌名: Genes Genet. Syst. 79
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Semlp is a novel subunit of the 26S proteasome from Saccharomyces cerevisiae. (2004)
  • 著者名/発表者名: Sone, T.
  • 雑誌名: J. Biol. Chem. 279 ページ: 28807-28816
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Ybr267w is a new cytoplasmic protein belonging to the mitotic signaling network of Saccharomyces cerevisiae. (2004)
  • 著者名/発表者名: Iwase, M.
  • 雑誌名: Cell Struc. Funct. 29 ページ: 1-15
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Simultaneous yet independent regulation of actin cytoskeletal organization and translation initiation by glucose in Saccharomyces cerevisiae. (2004)
  • 著者名/発表者名: Uesono, Y.
  • 雑誌名: Mol. Biol. Cell 15 ページ: 1544-1556
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Mmrlp is a mitochondrial factor for Myo2p-dependent inheritance of mitochondria in the budding yeast (2004)
  • 著者名/発表者名: Itoh, T.
  • 雑誌名: EMBO J. 23 ページ: 2520-2530
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Forchlorfenuron, a phenylurea cytokinin, disturbs septin organization in Saccharomyces cerevisiae. (2004)
  • 著者名/発表者名: Iwase, M.
  • 雑誌名: Genes Genet. Syst. 79 ページ: 199-206
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Yeast Pho85 kinase is required for proper gene expression during the diauxic shift. (2004)
  • 著者名/発表者名: Nishizawa, M.
  • 雑誌名: Yeast 21 ページ: 903-918
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Rpn7 is required for the structural integrity of the 26S proteasome of Saccharomyces cervisiae. (2004)
  • 著者名/発表者名: Isono, E.
  • 雑誌名: J.Biol.Chem. 279 ページ: 27168-27176
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Definitive evidence for Ufd2-catalyzed elongation of the ubiquitin chain through Lys48 linkage. (2004)
  • 著者名/発表者名: Saeki, Y.
  • 雑誌名: Biochem.Biophys.Res.Commun. 320 ページ: 840-845
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Intracellularly inducible, ubiquitin hydrolase-insensitive tandem ubiquitins inhibit the 26S proteasome activity and cell division. (2004)
  • 著者名/発表者名: Saeki, Y.
  • 雑誌名: Genes Genet.Syst. 79 ページ: 77-86
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Semlp is a novel subunit of the 26S proteasome from Saccharomyces cerevisiae. (2004)
  • 著者名/発表者名: Sone, T
  • 雑誌名: J.Biol.Chem. 279 ページ: 28807-28816
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Ybr267w is a new cytoplasmic protein belonging to the mitotic signaling network of Saccharomyces cerevisiae. (2004)
  • 著者名/発表者名: Iwase, M.
  • 雑誌名: Cell Struc.Funct. 29 ページ: 1-15
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Simultaneous yet independent regulation of actin Cytoskeletal organization and translation initiation by glucose in Saccharomyces cerevisiae. (2004)
  • 著者名/発表者名: Uesono, Y.
  • 雑誌名: Mol.Biol.Cell 15 ページ: 1544-1556
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Mmr1p is a mitochondrial factor for Myo2p-dependent inheritance of mitochondria in the budding yeast. (2004)
  • 著者名/発表者名: Itoh, T.
  • 雑誌名: EMBO J. 23 ページ: 2520-2530
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Forchlorfenuron, a phenylurea cytokinin, disturbs septin organization in Saccharomyces cerevisiae. (2004)
  • 著者名/発表者名: Iwase, M.
  • 雑誌名: Genes Genet.Syst. 79 ページ: 199-206
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Yeast Pho85 kinase is required for proper gene expression during the diauxic shift. (2004)
  • 著者名/発表者名: Nishizawa
  • 雑誌名: Yeast 21 ページ: 903-918
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Rpn7 is required for the structural integrity of the 26S proteasome of Saccharomyces cerevisiae. (2004)
  • 著者名/発表者名: Isono, E., Saeki, Y., Yokosawa, H., Toh-e, A.
  • 雑誌名: J.Biol.Chem. 279 ページ: 27168-27176
• [雑誌論文] Definitive evidence for Ufd2-catalyzed elongation of the ubiquitin chain through Lys 48 Linkage (2004)
  • 著者名/発表者名: Saeki, Y., Tayama, Y., Toh-e, a., Yokosawa, H.
  • 雑誌名: Biochem Biophys.Res.Commen. 320 ページ: 840-845
• [雑誌論文] Intracellularly inducible, ubibquitin hydrolase-insensitive tandemubiquitin inhibits the 26S proteasome activity and cell division. (2004)
  • 著者名/発表者名: Saeki, Y., Isono, E., Oguchi, T., Shimada, M., Sone, T., Yokosawa, H.
  • 雑誌名: Gene.Genet.Sys. 79 ページ: 77-86
• [雑誌論文] Semlp is a novel subunit of the 26S proteasome from Saccharomyces cerevisiae (2004)
  • 著者名/発表者名: Sone, T., Saeki, Y., Toh-e, A., Yokokawa, H.
  • 雑誌名: J.Biol.Chem. 279 ページ: 28807-28816