| 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, 准教授 (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 |
完了 (2024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 / 構造予測 / AlphaFold / 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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| 研究成果の概要 |
細胞内で分解処理が必要なタンパク質には「ユビキチン鎖」という分子の目印が付加される。ユビキチン鎖が付いたタンパク質はp97という酵素によって解きほぐされた後、「プロテアソーム」と呼ばれる分解酵素複合体によって分解される。本研究では、p97の活性を高める3つの補因子（FAF1、FAF2、UBXD7）を発見した。クライオ電子顕微鏡による構造解析では補因子の構造は観察できなかったが、AIによる構造予測や生化学実験により、これら補因子がp97の活性を高める仕組みの一端を明らかにした。本成果は2025年度中に論文投稿を予定している。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
細胞が健康を保つためには、不要なタンパク質を適切なタイミングで分解することが大切で、これがうまくいかないとアルツハイマー病やがんなどの様々な病気の原因となる。そのため、タンパク質分解がどのようにコントロールされているかを調べることは、病気の原因や新しい治療法を考えるうえで重要である。本研究では、タンパク質分解の最初の過程で、タンパク質をほどく役割をもつp97という分子に注目し、AIを使った構造予測や実験を通じて、p97の働きを助ける分子がどのように作用するかを明らかにした。この成果は、細胞の中でタンパク質分解がどう制御されているかの理解や、関連する病気の原因解明に役立つと考えられる。
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