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リング状AAA型シャペロンの基質への作用機構のin vitro系による解明

研究課題

研究課題/領域番号 16H04764
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 機能生物化学
研究機関熊本大学

研究代表者

小椋 光  熊本大学, 発生医学研究所, 教授 (00158825)

研究分担者 江崎 雅俊  熊本大学, 発生医学研究所, 助教 (70437911)
山中 邦俊  熊本大学, 発生医学研究所, 准教授 (90212290)
野井 健太郎  熊本大学, 発生医学研究所, 特定事業研究員 (30588405)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円)
2018年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円)
2017年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円)
2016年度: 6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
キーワード分子シャペロン / タンパク質分解 / タンパク質の品質管理 / プロテアソーム / 神経変性疾患 / ミトコンドリア / オートファジー / リソソーム / 細胞内タンパク質分解 / リボソーム品質管理 / AAAタンパク質
研究成果の概要

AAA型シャペロンp97/Cdc48/CDC-48が20Sプロテアソームと会合して、Sod1など一群の基質タンパク質を分解することを明らかにした。Cdc48は、基質タンパク質をポアループ依存的にほどいて、20Sプロテアソームに送り込むという機能が推定された。酵母ミトコンドリアの形態と外膜タンパク質の代謝において、Cdc48の補因子Ubx2はミトコンドリア外膜の膜融合因子Fzo1の代謝を促進し、Ubp3はミトコンドリアの形態維持に必要であることを明らかにした。線虫UBXN-6は、後期エンドソーム形成に関わるCDC-48の補因子で、飢餓によって発現が誘導されることを明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

AAA型シャペロンp97/Cdc48/CDC-48が20Sプロテアソームと会合して、新規プロテアソームとして機能し、Sod1などを分解することを明らかにしたが、Sod1の変異及びヒトp97ホモログVCPの変異は、筋萎縮性側索硬化症(ALS)の原因として報告されていることから、ALSの発症にこの新規プロテアソームが関与する可能性が示唆された。p97が他のAAA型シャペロンでも提唱されているようにポアループ依存的に基質タンパク質をほどくことが示され、共通分子機構の解明が進んだ。ミトコンドリアの維持やエンドソームの形成に関わる補因子が同定され、これらの分子機構の一端が解明された。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2019 2018 2017 2016 その他

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (3件) (うち招待講演 2件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Functional characterization of UBXN-6, a C-terminal cofactor of CDC-48, in C. elegans2019

    • 著者名/発表者名
      Mojumder Suman、Sawamura Rie、Murayama Yuki、Ogura Teru、Yamanaka Kunitoshi
    • 雑誌名

      Biochemical and Biophysical Research Communications

      巻: 509 号: 2 ページ: 462-468

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2018.12.155

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Biological and Pathological Implications of an Alternative ATP-Powered Proteasomal Assembly With Cdc48 and the 20S Peptidase2018

    • 著者名/発表者名
      Esaki Masatoshi、Johjima-Murata Ai、Islam Md. Tanvir、Ogura Teru
    • 雑誌名

      Frontiers in Molecular Biosciences

      巻: 5

    • DOI

      10.3389/fmolb.2018.00056

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Two Cdc48 cofactors Ubp3 and Ubx2 regulate mitochondrial morphology and protein turnover2018

    • 著者名/発表者名
      Chowdhury Abhijit、Ogura Teru、Esaki Masatoshi
    • 雑誌名

      The Journal of Biochemistry

      巻: 164 号: 5 ページ: 349-358

    • DOI

      10.1093/jb/mvy057

    • NAID

      40021724809

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 蛋白質分解経路のキープレーヤーp97/Cdc482018

    • 著者名/発表者名
      小椋 光、江崎 雅俊
    • 雑誌名

      医学のあゆみ

      巻: 267 ページ: 1041-1047

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] Deviation of the typical AAA substrate-threading pore prevents fatal protein degradation in yeast Cdc482017

    • 著者名/発表者名
      Esaki Masatoshi、Islam Md. Tanvir、Tani Naoki、Ogura Teru
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 7 号: 1 ページ: 5475-5475

    • DOI

      10.1038/s41598-017-05806-y

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Cdc48-20Sプロテアソームによるタンパク質分解2018

    • 著者名/発表者名
      江崎 雅俊、Islam Md. Tanvir、大石 宙人、小椋 光
    • 学会等名
      第41回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] AAA molecular chaperone Cdc48 functions with the 20S proteasome to maintain protein homeostasis2017

    • 著者名/発表者名
      Islam Md. Tanvir、Kaneko Seiya、Esaki Masatoshi、Ogura Teru
    • 学会等名
      第40回日本分子生物学会年会(ConBio 2017)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 多機能AAAタンパク質Cdc48はいかにして基質タンパク質に作用するのか?2016

    • 著者名/発表者名
      江崎 雅俊、Md.Tanvir Islam、小椋 光
    • 学会等名
      第39回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      2016-12-01
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [備考] 発生医学研究所ニュープレス

    • URL

      http://www.imeg.kumamoto-u.ac.jp/np92/

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書

URL: 

公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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