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タンパク質の糖鎖修飾がユビキチン化のシグナルとなる機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 16K07705
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 応用生物化学
研究機関公益財団法人東京都医学総合研究所

研究代表者

吉田 雪子  公益財団法人東京都医学総合研究所, 生体分子先端研究分野, 主席研究員 (90271543)

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
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2018年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2017年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2016年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
キーワードユビキチン / ユビキチンリガーゼ / F-boxタンパク質 / オートファジー / リソソーム / 糖タンパク質 / 小胞体関連分解 / 細胞品質管理 / オルガネラ
研究成果の概要

糖タンパク質は細胞質とは膜で隔てられた細胞内小器官(オルガネラ)内や細胞の外に存在する。一方で、細胞質には糖タンパク質をユビキチン化する糖鎖認識ユビキチンリガーゼが存在する。これまで知られていた細胞質で糖タンパク質がユビキチン化を受けうる唯一の機構は、小胞体で正しい構造をとることができなかった異常タンパク質が細胞質へ逆行輸送後に分解される「小胞体関連機構」のみであった。本研究では、オルガネラが損傷を受けた場合に漏れ出た糖タンパク質を、糖鎖認識ユビキチンリガーゼSCFFBXO27がユビキチン化し、損傷リソソームなどのオートファジーによる除去などの機構に寄与するという新たな現象を見出した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

生体で合成されるタンパク質のおよそ半数は、糖鎖が付加された糖タンパク質である。糖鎖のタンパク質への付加は膜で囲まれた細胞内小器官(オルガネラ)で行われ、大部分の糖タンパク質は細胞の外に存在する。しかし、糖鎖が存在しないはずの細胞質には、糖鎖を除去する酵素や糖鎖認識ユビキチンリガーゼが存在する。これらの細胞質に存在する糖鎖関連酵素がどのような役割を果たすのかは不明であった。今回の成果は、細胞質に糖鎖が現れることを細胞が危険シグナルとして認知するという、これまで知られていなかった生体防御機構を明らかにしたものである。

報告書

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

    (13件)

すべて 2019 2018 2017 2016 その他

すべて 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 1件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 3件、 招待講演 1件) 備考 (3件)

  • [雑誌論文] Sugar-Recognizing Ubiquitin Ligases: Action Mechanisms and Physiology.2019

    • 著者名/発表者名
      Yoshida Y, Mizushima T, Tanaka K.
    • 雑誌名

      Front Physiol.

      巻: 10 ページ: 104-104

    • DOI

      10.3389/fphys.2019.00104

    • 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] Detection of ubiquitination activity and identification of ubiquitinated substrates using TR-TUBE2019

    • 著者名/発表者名
      Yoshida, Y., Saeki, Y., Tsuchiya, H., and Tanaka, K.
    • 雑誌名

      Methods Enzymol

      巻: 618 ページ: 135-147

    • DOI

      10.1016/bs.mie.2018.12.032

    • ISBN
      9780128163597
    • 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] Cytosolic N-Glycans : Triggers for Ubiquitination Directing Proleasomal and Autophagic Degradation : Molecular Systems for Monitoring Cytosolic N-Glycans as Signals for Unwanted Proteins and Organelles.2018

    • 著者名/発表者名
      Yoshida, Y. and Tanaka, K.
    • 雑誌名

      BioEssays

      巻: 40 号: 3

    • DOI

      10.1002/bies.201700215

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] N-glycans: Triggers for ubiquitination directing proteasomal and autophagic degradation.2018

    • 著者名/発表者名
      Yoshida Y, Tanaka T.
    • 雑誌名

      Bioessays

      巻: 40 ページ: 1-9

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ubiquitination of exposed glycoproteins by SCFFBXO27 directs damaged lysosomes for autophagy.2017

    • 著者名/発表者名
      Yoshida Y, Yasuda S, Fujita T, Hamasaki M, Murakami A, Kawawaki J, Iwai K, Saeki Y, Yoshimori T, Matsuda N, Tanaka K
    • 雑誌名

      Proc. Natl. Acad. Sci. USA

      巻: 114 号: 32 ページ: 8574-8579

    • DOI

      10.1073/pnas.1702615114

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Loss of a lectin-type E3 ligase gene rescues the lethality and defects of NGLY-KO mice2019

    • 著者名/発表者名
      Yukiko Yoshida
    • 学会等名
      CIFAR Genetic Networks Program Meeting
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] SCFFBXO27による損傷リソソームから細胞質へ露出した糖蛋白質のユビキチン化はリソファジーの引き金となる2017

    • 著者名/発表者名
      吉田雪子、安田さや香、藤田敏治、濱崎万穂、村上有沙、川脇純子、岩井一宏、佐伯泰、吉森保、松田憲之、田中啓二
    • 学会等名
      ConBio2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Appearance of N-glycans in the cytosol serves as the ‘eat me’ signal for damaged lysosomes.2017

    • 著者名/発表者名
      Yoshida Y, Matsuda N, Tanaka K.
    • 学会等名
      理研国際シンポジウム:Systems Glycobiology and Beyond
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] すべてのヒトF-box蛋白質はSCFユビキチンリガーゼ複合体を形成できるか?2016

    • 著者名/発表者名
      吉田雪子、村上有沙、川脇純子、佐伯泰、松田憲之、田中啓二
    • 学会等名
      第39回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(神奈川県・横浜市)
    • 年月日
      2016-12-02
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] A comprehensive analysis of SCF complex formation of human F-box proteins.2016

    • 著者名/発表者名
      Yoshida, Y., Murakami, A., Kawawaki, J., Saeki, Y, Matsuda, N., Tanaka, K.
    • 学会等名
      Cold Spring Harbor Asia conference ‘Ubiquitin family, Autophagy &Diseases’
    • 発表場所
      蘇州(中国)
    • 年月日
      2016-04-04
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [備考] ユビキチンプロジェクトWebページ

    • URL

      http://www.igakuken.or.jp/protein/index.html

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [備考] http://www.igakuken.or.jp/protein/

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [備考] http://www.igakuken.or.jp/topics/2017/0724.html

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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