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膜変形タンパク質のプロテオスタシスを基軸とする小胞体の恒常性維持機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 18K06112
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分43030:機能生物化学関連
研究機関神戸大学

研究代表者

山本 泰憲  神戸大学, 医学研究科, 准教授 (30467659)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2019年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2018年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワード小胞体 / 膜変形タンパク質 / オートファジー / ER-phagy / three-way junction / TMCC3 / 脂肪酸伸長サイクル / カルシウムポンプ / Three-way junction / 小胞体膜タンパク質 / 膜挿入
研究成果の概要

小胞体の恒常性は選択的オートファジー(ER-phagy)により維持されており、小胞体の不要になった領域が膜変形、膜分裂し、隔離膜に包まれて排除される。このため、膜変形タンパク質のプロテオスタシスの立場から小胞体の恒常性を理解することが重要である。本研究では、小胞体膜タンパク質TMCC3が膜変形タンパク質に結合し、ER-phagyに重要な小胞体の三つ又構造(three-way junction)の形成を調節することを明らかにした。小胞体膜タンパク質の隔離膜への選別輸送に関わるアミノ酸配列を同定した。小胞体膜の恒常性を担う脂肪酸伸長サイクルがカルシウムポンプと物理的に連結す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

膜変形タンパク質とER-phagyの異常は遺伝性痙性対麻痺と遺伝性感覚性自律神経性ニューロパチーをそれぞれ引き起こす。本研究で発見したTMCC3は膜変形タンパク質に結合し、ER-phagyに重要な小胞体の膜形態を制御する。従って、TMCC3を起点とする膜変形タンパク質のプロテオスタシス異常という視点からこれらの神経疾患の発症機序の理解に繋がる可能性がある。また、カルシウムポンプの異常は遺伝性角化症であるダリエー病を引き起こす。本研究により、ダリエー病が脂肪酸伸長サイクルを介した小胞体膜の恒常性異常と関係する可能性がある。このように本研究成果は学術的にも社会的にも意義が大きいと考えている。

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (7件)

すべて 2021 2020 2019 2018 その他

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

  • [雑誌論文] Trans-2-enoyl-CoA reductase limits Ca2+ accumulation in the endoplasmic reticulum by inhibiting the Ca2+ pump SERCA2b2021

    • 著者名/発表者名
      Uchida, Y., Yamamoto, Y., Sakisaka, T.
    • 雑誌名

      Journal of Biological Chemistry

      巻: 296 ページ: 100310-100310

    • DOI

      10.1016/j.jbc.2021.100310

    • NAID

      120007143540

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] TMCC3 localizes at the three-way junctions for the proper tubular network of the endoplasmic reticulum.2019

    • 著者名/発表者名
      Wisesa, S., Yamamoto, Y., Sakisaka T.
    • 雑誌名

      Biochemical Journal

      巻: 476 号: 21 ページ: 3241-3260

    • DOI

      10.1042/bcj20190359

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] CAND1 regulates lunapark for the proper tubular network of the endoplasmic reticulum.2019

    • 著者名/発表者名
      Kajiho, H., Yamamoto, Y., Sakisaka, T.
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 9 号: 1 ページ: 13152-13152

    • DOI

      10.1038/s41598-019-49542-x

    • NAID

      120006728097

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] ユビキチンリガーゼ活性による小胞体網目構造の新しい形態調節機構2020

    • 著者名/発表者名
      梶保 博昭、 山本 泰憲、 匂坂 敏朗
    • 学会等名
      第93回日本生化学会大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 小胞体の網目構造を調節する因子の多量体化機構2018

    • 著者名/発表者名
      梶保 博昭、山本 泰憲、姜 山、匂坂 敏朗
    • 学会等名
      第65回日本生化学会 近畿支部例会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [図書] 膜タンパク質工学ハンドブック. 第3編 膜タンパク質 ― 農学・食品への展開. 第8章 哺乳動物における小胞体膜への尾部アンカー型膜タンパク質の挿入機構2020

    • 著者名/発表者名
      山本 泰憲、匂坂 敏朗
    • 総ページ数
      624
    • 出版者
      (株)エヌ・ティー・エス
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [備考] 神戸大学医学研究科膜動態学ホームページ

    • URL

      http://www.med.kobe-u.ac.jp/membrd/

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書 2019 実施状況報告書 2018 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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