巨大分子26Sプロテアソームの核細胞質間輸送の解析

• 研究課題/領域番号: 22657037
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 機能生物化学
• 研究機関: 財団法人東京都医学総合研究所 (2011); 財団法人東京都医学研究機構 (2010)
• 研究代表者: 佐伯 泰 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 (80462779)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2011
• 研究課題ステータス: 完了 (2011年度)
• 配分額: 3,420千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 420千円); 2011年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円); 2010年度: 1,600千円 (直接経費: 1,600千円)
• キーワード: 細胞内タンパク質分解 / 蛋白質分解 / プロテアソーム / 細胞質核間輸送担体 / 酵母 / 微生物

研究概要

26Sプロテアソームはユビキチン依存的タンパク質分解系の最終段階を担う2.5 MDaの巨大なタンパク質分解酵素複合体である。酵母やある種のがん細胞において、プロテアソームは主に核に局在することがしられている。プロテアソームは66個のサブユニットから形成されるため、分子集合のどこかのタイミングで核に移行しなくてはならない。従来、プロテアソームの核移行について分子集合の中間体で核に移行するというモデルが提唱されてきたが、その詳細は不明である。本研究では、プロテアソームサブユニットに蛍光タンパク質を融合した出芽酵母プロテアソーム蛍光タグ融合株を作製し、生細胞イメージング手法の一つ蛍光相互相関分光法によりプロテアソーム動態を解析した。その結果、細胞質および核のどちらにおいてもプロテアソームサブユニットはほぼ全てプロテアソーム複合体に取り込まれ安定に存在することが明らかとなった。また、プロテアソームの核移行に欠損を示すインポーティンα変異体においても同様の結果が得られた。よって、26Sプロテアソームは細胞質で完成し、ホロ酵素として核膜孔を通過し核局在することが示唆された。

研究成果

• [雑誌論文] Proteasomal degradation resolves competition between cell polarization and cellular wound healing (2012)
  • 著者名/発表者名: Kono, K., Saeki, Y., Yoshida, S., Tanaka, K., and Pellman, D.
  • 雑誌名: Cell 巻: (in press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structural basis for specific recognition of Rpt1p, an ATPase subunit of the 26S proteasome, by the proteasome-dedicated chaperone Hsm3p (2012)
  • 著者名/発表者名: Takagi, K., Kim, S., Yukii, H., Ueno, M., Morishita, R., Endo, Y., Kato, K., Tanaka, K., Saeki, Y., and Mizushima, Y.
  • 雑誌名: J Biol Chem 巻: 287 ページ: 12172-12182
  • 査読あり
• [雑誌論文] Localization of the proteasomal ubiquitin receptors Rpn10 and Rpn13 by electron cryomicroscopy (2012)
  • 著者名/発表者名: Sakata, E., Bohn, S., Mihalache, O., Kiss, P., Beck, F., Nagy, I., Nickell, S., Tanaka, K., Saeki, Y., Forster, F., and Baumeister, W.
  • 雑誌名: Proc Natl Acad Sci USA 巻: 109 ページ: 1479-1484
  • 査読あり
• [雑誌論文] The proteasome : molecular machinery and pathophysiological roles (2012)
  • 著者名/発表者名: Tanaka, K., Mizushima, T., and Saeki, Y.
  • 雑誌名: Biol Chem 巻: 393 ページ: 217-234
  • 査読あり
• [雑誌論文] Assembly and function of the proteasome (2012)
  • 著者名/発表者名: Saeki, Y and Tanaka, K.
  • 雑誌名: Methods Mol Biol 巻: 832 ページ: 315-337
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structural basis for specific recognition of Rpt1p, an ATPase subunit of the 26S proteasome, by a proteasome-dedicated chaperone Hsm3p (2012)
  • 著者名/発表者名: Takagi, T., et al
  • 雑誌名: J Biol Chem 巻: 287 ページ: 12172-12182
  • 査読あり
• [雑誌論文] The catalytic activity of Ubp6 enhances maturation of the proteasomal regulatory particle (2011)
  • 著者名/発表者名: Sakata, E., Stengel, F., Fukunaga, K., Zhou, M., Saeki, Y., Forster, F., Baumeister, W., Tanaka, K., and Robinson, CV.
  • 雑誌名: Mol Cell 巻: 42 ページ: 637-649
  • 査読あり
• [雑誌論文] Sharpin is a component of the NF-κB activating linear ubiquitin chain assembly complex (2011)
  • 著者名/発表者名: Tokunaga, F., Nakagawa, T., Nakahara1, M., Saeki, Y., Taniguchi, M., Sakata, S., Tanaka, K., Nakano, H., and Iwai, I.
  • 雑誌名: Nature 巻: 471 ページ: 633-636
  • 査読あり
• [雑誌論文] Sharpin is a component of the NF-κB activating linear ubiquitin chain assembly complex. (2011)
  • 著者名/発表者名: Tokunaga, F., et al.
  • 雑誌名: Nature 巻: 471 ページ: 633-636
  • 査読あり
• [雑誌論文] The catalytic activity of Ubp6 enhances maturation of the proteasomal regulatory particle. (2011)
  • 著者名/発表者名: Sakata, E., et al.
  • 雑誌名: Mol.Cell 巻: (印刷中)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Crystal structure of yeast Rpn14, a chaperone of the 19S regulatory particles of the proteasome (2010)
  • 著者名/発表者名: Kim, S., Saeki, Y., Fukunaga, K., Suzuki, A., Takagi, K., Yamane, T., Tanaka, K., Mizushima, T., and Kato, K.
  • 雑誌名: J Biol Chem 巻: 285 ページ: 15159-151566
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dissection of the assembly pathway of the proteasome lid in Saccharomyces cerevisiae (2010)
  • 著者名/発表者名: Fukunaga, K., Kudo, T., Toh-e, A., Tanaka, K., and Saeki, Y.
  • 雑誌名: Biochem Biophys Res Commun 巻: 396 ページ: 1048-1053
  • 査読あり
• [雑誌論文] Polyubiquitin conjugation to NEMO by triparite motif protein 23(TRIM23) is critical in antiviral defense (2010)
  • 著者名/発表者名: Arimoto, K. I., Funami, K., Saeki, Y., Tanaka, K., Okawa, K., Takeuchi, O., Akira, S., Murakami, Y., and Shimotohno, K.
  • 雑誌名: Proc Natl Acad Sci USA 巻: 107 ページ: 15856-15861
  • 査読あり
• [雑誌論文] Crystal structure of yeast Rpn14, a chaperone of the 19S regulatory particle of the proteasome. (2010)
  • 著者名/発表者名: Kim, S., et al.
  • 雑誌名: J.Biol.Chem. 巻: 285 ページ: 15159-15166
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dissection of the assembly pathway of the proteasome lid in Saceharomyces cerevisiae. (2010)
  • 著者名/発表者名: Fukunaga, K., et al.
  • 雑誌名: Biochem.Biophys.Res.Commun. 巻: 396 ページ: 1048-1053
  • 査読あり
• [雑誌論文] Polyubiquitin conjugation to NEMO by tripartite motif protein 23 (TRIM23) is critical in antiviral defense. (2010)
  • 著者名/発表者名: Arimoto, KI, et al.
  • 雑誌名: Proc.Natl.Acad.Sci.USA. 巻: 107 ページ: 15856-15861
  • 査読あり
• [学会発表] 出芽酵母26Sプロテアソームは細胞質で完成する (2011)
  • 著者名/発表者名: 佐伯泰、白燦基、東江昭夫、田中啓二
  • 学会等名: 第44回日本分子生物学会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2011-12-15
• [学会発表] (2011)
  • 著者名/発表者名: 佐伯泰
  • 学会等名: 第34回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: パシフィコ横浜(横浜市)
  • 年月日: 2011-12-15
• [学会発表] 東京大学大学院農学生命科学科 (2011)
  • 著者名/発表者名: 佐伯泰
  • 学会等名: 第7回応用動物科学セミナー「プロテアソーム研究の最前線」
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2011-10-25
• [学会発表] Rad23とUbp6は26Sプロテアソームの分子集合に関与する (2011)
  • 著者名/発表者名: 佐伯泰、福永圭佑、坂田絵里、Florian Stengel、Carol V. Robinson、Wolfgang Baumeister、田中啓二
  • 学会等名: 第84回日本生化学会大会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2011-09-24
• [学会発表] 出芽酵母26Sプロテアソームは細胞質で完成する (2011)
  • 著者名/発表者名: 佐伯泰、白燦基、東江昭夫、田中啓二
  • 学会等名: 酵母遺伝学フォーラム第44回研究報告会
  • 発表場所: 博多
  • 年月日: 2011-09-07
• [学会発表] 26Sプロテアソームの分子集合と作動原理 (2011)
  • 著者名/発表者名: 佐伯泰
  • 学会等名: 第19回酵母合同シンポジウム
  • 発表場所: 東京(招待講演)
  • 年月日: 2011-06-24
• [学会発表] 26Sプロテアソームの分子集合機構 (2011)
  • 著者名/発表者名: 佐伯泰,福永圭佑,工藤泰,川村ひとみ,田中啓二
  • 学会等名: 平成22年度ターゲットタンパク研究プログラム成果発表会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2011-03-11
• [学会発表] Assembly, structure, and function of the 26S proteasome. (2011)
  • 著者名/発表者名: Yasushi Saeki
  • 学会等名: Korea-Japan Symposium on Protein Metabolism
  • 発表場所: Seoul, Korea(招待講演)
  • 年月日: 2011-03-11
• [学会発表] The 26S proteasome completes its assembly process in the cytoplasm prior to the nuclear translocation (2011)
  • 著者名/発表者名: Haruka Yukii, Yasushi Saeki, Changi Pack, Keisuke Fukunaga, Eri Sakata, Yasushi Sako, Akio Toh-e, Wolfgang Baumeister, Keiji Tanaka
  • 学会等名: EMBO Conference, Ubiquitin and ubiquitin-like modifiers
  • 発表場所: Cavtat, Croatia
• [学会発表] Assembly, structure, and function of the 26S proteasome (2011)
  • 著者名/発表者名: Yasushi Saeki
  • 学会等名: Korea-Japan Symposium on Protein Metabolism
  • 発表場所: Seoul, Korea
• [学会発表] 26Sプロテアソームはどこで完成するか? (2010)
  • 著者名/発表者名: 佐伯泰, 白燦基, 川村ひとみ, 東江昭夫, 佐甲靖志, 田中啓二
  • 学会等名: BMB2010(第33回分子生物学会、第83回日本生化学会合同年会)
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2010-12-09
• [学会発表] 26Sプロテアソームはどこで完成するか (2010)
  • 著者名/発表者名: 佐伯泰,白燦基,川村ひとみ,東江昭夫,佐甲靖志,田中啓二
  • 学会等名: BMB2010(第33回分子生物学会、第83回日本生化学会合同年会)
  • 発表場所: 神戸
• [学会発表] プロテアソーム19S制御因子複合体の分子集合機構 (2010)
  • 著者名/発表者名: 佐伯泰,福永圭佑,田中啓二
  • 学会等名: 平成22年度ターゲットタンパク研究プログラム成果発表会
  • 発表場所: 東京
• [学会発表] 26Sプロテアソームの分子集合と作動原理 (2010)
  • 著者名/発表者名: 佐伯泰
  • 学会等名: 第19回酵母合同シンポジウム
  • 発表場所: 東京
• [図書] Ubiquitin Family Modifiers and the Proteasome (2012)
  • 著者名/発表者名: Saeki, Y., Tanaka, K.
  • 総ページ数: 22
  • 出版者: Humana Press
• [図書] タンパク質分解研究による生態防御 (2012)
  • 著者名/発表者名: 佐伯泰
  • 総ページ数: 6
  • 出版者: 羊土社
• [図書] みえてきた26Sプロテアソームの形成機構の全貌,「細胞内分解系によるリノベーションの分子機構に迫る」実験医学 (2011)
  • 著者名/発表者名: 佐伯泰,福永圭佑
  • 出版者: 羊土社
• [図書] 脱ユビキチン化酵素Ubp6はプロテアソームの分子集合を制御する.ライフサイエンス「新着論文レビュー」 (2011)
  • 著者名/発表者名: 佐伯泰,田中啓二
  • URL: http://first.lifesciencedb.jp/archives/3121
• [図書] Methods in Molecular Biology (Ubiquitin family modifiers and the proteasome) (2011)
  • 著者名/発表者名: Saeki, Y., Tanaka, K.
  • 出版者: Humana Press 印刷中
• [図書] 実験医学・増刊号(細胞内分解系によるリノベーションの分子機構に迫る) (2011)
  • 著者名/発表者名: 佐伯泰、福永圭佑
  • 出版者: 羊土社 印刷中
• [図書] 日本臨牀 特集 分子標的薬治療 (2010)
  • 著者名/発表者名: 佐伯泰、福永圭佑、田中啓二
  • 総ページ数: 5
  • 出版者: 日本臨牀社
• [備考]
  • URL: http://www.igakuken.or.jp/pro-meta/
• [備考]
  • URL: http://check.shonai/pro-meta/studies/saeki.html
• [備考]
  • URL: http://www.rinshoken.or.jp/MO/