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細菌のPUP化を応用した真核細胞のユビキチンリガーゼ基質同定法の確立

研究課題

研究課題/領域番号 20K21401
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
審査区分 中区分43:分子レベルから細胞レベルの生物学およびその関連分野
研究機関宮崎大学

研究代表者

西頭 英起  宮崎大学, 医学部, 教授 (00332627)

研究期間 (年度) 2020-07-30 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2021年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
2020年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
キーワードタンパク質分解 / ユビキチンリガーゼ
研究開始時の研究の概要

小胞体不良タンパク質(ERAD基質)は、直鎖化され細胞質に排出された瞬間にUb化される。しかし、哺乳類細胞には少なくともERADユビキチンリガーゼ(E3)として13種類の細胞質局在型が知られており、分解が運命づけられた基質のUb化のためにこれほど多くのE3が進化的に保存されている理由は現時点で不明である。代償性が考えられるが、個体レベルでは、HRD1を含むいくつかのノックアウトマウスは致死性で、ERAD-E3間には基質特異性があると予想される。申請者は、必要性に基づく解析ではなく、細胞内でE3によって実際にUb化されるタンパク質を直接検出する技法が必要であるとの着想に至った。

研究成果の概要

タンパク質分解システムの破綻は、不良タンパク質を蓄積させ神経変性疾患などのコンフォメーショナル病の発症に繋がることから、その理解は重要な研究課題です。研究代表者は小胞体の品質管理に必要なタンパク質分解に関する研究を推進してきた。タンパク質分解において「分解される不良タンパク質のユビキチン化に特異性はあるのか?」あるとすれば「その特異性の法則は?」といった疑問が未解明で、これらを解決するための新規ユビキチン化基質同定法を開発した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本手法の確立によって、小胞体におけるタンパク質分解に関与するユビキチンリガーゼの基質を同定することに成功した。本手法の獲得は、理論上全てのE3に応用可能である。今後は、真核細胞での網羅的解析により、タンパク質分解だけでなく新規シグナル伝達経路の発見にも繋がると期待される。

報告書

(3件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (3件)

すべて 2021

すべて 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (1件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] ERAD components Derlin-1 and Derlin-2 are essential for postnatal brain development and motor function2021

    • 著者名/発表者名
      Sugiyama T, Murao N, Kadowaki H, Takao K, Miyakawa T, Matsushita Y, Katagiri T, Futatsugi A, Shinmyo Y, Kawasaki H, Sakai J, Shiomi K, Nakazato M, Takeda K, Mikoshiba K, Ploegh HL, Ichijo H, Nishitoh H
    • 雑誌名

      iScience

      巻: 24 号: 7 ページ: 102758-102758

    • DOI

      10.1016/j.isci.2021.102758

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] 褐色脂肪細胞の熱産生とエネルギー代謝2021

    • 著者名/発表者名
      西頭英起
    • 雑誌名

      臨床免疫・アレルギー科 科学評論社

      巻: 75 ページ: 226-232

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] ER-resident sensor PERK-mediated regulation of mitochondrial function in brown adipose tissue2021

    • 著者名/発表者名
      門脇寿枝、西頭英起
    • 学会等名
      第93回日本生化学会大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 招待講演

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公開日: 2020-08-03   更新日: 2023-01-30  

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