| 研究課題/領域番号 |
21H02418
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分43020:構造生物化学関連
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| 研究機関 | 鳥取大学 |
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研究代表者 |
佐藤 裕介 鳥取大学, 工学研究科, 講師 (50568061)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2023年度)
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| 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)
2023年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2022年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2021年度: 8,320千円 (直接経費: 6,400千円、間接経費: 1,920千円)
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| キーワード | ユビキチン / タンパク質分解 / タンパク質複合体 / クライオ電子顕微鏡 / ATPase / ユビキチン鎖 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
p97は補因子と共にはたらき、主にユビキチン鎖修飾を受けた基質をアンフォールディングすることでプロテアソーム分解へと導き、多様な細胞機能を制御する。p97が多様な役割を持つのは、ユビキチン鎖修飾の様式が多様である事に加え、p97が約30種類の補因子依存的に基質特異性を獲得しているためである。しかし、ほとんどの補因子についてはp97の基質特異性の決定機構は不明である。本研究では多様な補因子によるp97制御機構を解明するため、生化学的な実験とクライオ電子顕微鏡単粒子解析により、多様な補因子によるp97の基質特異性制御機構を明らかにする。
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| 研究実績の概要 |
p97は補因子と共にはたらき、主にユビキチン鎖修飾を受けた基質をアンフォールディングすることでプロテアソーム分解へと導き、多様な細胞機能を制御する。p97が多様な役割を持つのは、ユビキチン鎖修飾の様式が多様である事に加え、p97が約30種類の補因子依存的に基質特異性を獲得しているためである。しかし、ほとんどの補因子についてはp97の基質特異性の決定機構は不明である。本研究では多様な補因子によるp97制御機構を解明するため、生化学的な実験とクライオ電子顕微鏡単粒子解析により、多様な補因子によるp97の基質特異性制御機構を明らかにする。本課題によりそれぞれの補因子によるp97の基質特性制御機構が解明されれば、多様な機能を持つp97の研究が進展し、p97が関与する疾患の発症機構の解明へ繋がる。
2021年度にp97を活性を亢進する補因子としてFAF1とUBXD7を発見した。2022年度はさらに、これらの補因子のN末端側、もしくはC末端側を切り詰めることで、これら補因子のいずれの領域がp97の活性に必須であるかを探索し、FAF1とUBXD7が異なる領域でp97を活性化している事を明らかとした。さらに、p97の活性化測定の基質として用いるユビキチン鎖結合型ｍEosの、ユビキチン鎖の鎖長を制御し、p97の活性化にはユビキチンが5分子以上結合したユビキチン鎖が必要であることを明らかにした。一方、クライオ電子顕微鏡による単粒子解析については、p97と補因子との複合体の構造の解明には至っていない。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
クライオ電子顕微鏡による構造解析には至っていないが、p97の活性を亢進する補因子のp97活性化ドメインを発見することに成功したため、本研究はおおむね順調に進展していると言える。
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| 今後の研究の推進方策 |
p97の活性を亢進する補因子は発見し、補因子のどの領域が活性亢進に影響しているかも解明できた。今後はp97と補因子の複合体の構造解明により注力していく。これまではヒト由来のp97を主に解析の対象として用いてきたが、今後は出芽酵母のp97（Cdc48）など、異なる生物種について単粒子解析の対象として選択し、より補因子の構造が明瞭に観察できる試料を作成する。
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