オートファジーにおけるＡｔｇ１２－Ａｔｇ５結合体の作用機構の解明

• 研究課題/領域番号: 24770092
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 構造生物化学
• 研究機関: 東京工業大学
• 研究代表者: 中戸川 万智子 東京工業大学, フロンティア研究機構, 先進研究員 (90402461)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2014-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2013年度)
• 配分額: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円); 2013年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円); 2012年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
• キーワード: ユビキチン様タンパク質 / E3酵素 / オートファジー / 構造変化 / E2酵素 / 結晶構造解析

研究概要

オートファジーは、被分解物を包み込む脂質二重膜胞「オートファゴソーム」の形成を必要とする。オートファゴソームの形成に必須である二つのユビキチン様タンパク質Atg8とAtg12は、それぞれホスファチジルエタノールアミン（PE）とAtg5に結合する。我々は、Atg12-Atg5結合体がAtg8-PE結合反応のE3酵素として機能する際の作用機序の一端を解明した。構造情報を基にした生化学的解析を行い、Atg12-Atg5結合体がAtg8-PE結合反応のE2酵素Atg3に構造変化を引き起こし、活性化することを明らかにした。また、Atg12-Atg5結合体とAtg3の複合体の結晶構造解析を進めている。

研究成果

• [雑誌論文] Atg12-Atg5 conjugate enhance E2 activity of Atg3 by rearranging its catalytic site (2013)
  • 著者名/発表者名: Sakoh-Nakatogawa M., Matoba K., Asai E., Kirisako H., Ishii J., Noda N. N., Inagaki F., Nakatogawa H., Ohsumi Y.
  • 雑誌名: Nat. Struct. Mol. Biol. 巻: 20 ページ: 433-439
  • 査読あり
• [雑誌論文] Atg12-Atg5 conjugate enhances E2 activity of Atg3 by rearranging its catalytic site (2013)
  • 著者名/発表者名: Sakoh-Nakatogawa, M., Matoba, K., Asai, E., Kirisako, H., Ishii, J., Noda, N. N., Inagaki, F., Nakatogawa, H. and Ohsumi, Y
  • 雑誌名: Nature Structural & Molecular Biology 巻: Vol.20 号: 4 ページ: 433-439
  • DOI: 10.1038/nsmb.2527
  • 査読あり
• [雑誌論文] The autophagy-related protein kinase Atg1 interacts with the ubiquitin-like protein Atg8 via the Atg8 family interacting motif to facilitate autophagosome formation (2012)
  • 著者名/発表者名: Nakatogawa H., Ohbayashi S., Sakoh-Nakatogawa M., Kakuta S., Suzuki S. W., Kirisako H., Kondo-Kakuta C., Noda N. N., Yamamoto H., Ohsumi Y.
  • 雑誌名: J. Biol. Chem. 巻: 287 ページ: 28503-28507
  • 査読あり
• [学会発表] オートファゴソーム形成を駆動するユビキチン様タンパク質脂質化反応のメカニズム (2014)
  • 著者名/発表者名: 中戸川万智子、的場一晃、野田展生、稲垣冬彦、中戸川仁、大隅良典
  • 学会等名: 日本蛋白質科学会年会
  • 発表場所: ワークピア横浜／横浜産貿ホール（神奈川）
  • 招待講演
• [学会発表] Regulation of lipidation of the ubiquitin-like protein Atg8 that drives autophagosome formation (2014)
  • 著者名/発表者名: Machiko Sakoh-Nakatogawa, Kazuaki Matoba, Nobuo Noda, Fuyuhiko Inagaki, Hitoshi Nakatogawa, Yoshinori Ohsumi
  • 学会等名: The 4th Asia Pacific Protein Association (APPA) Conference
  • 発表場所: 済州島（韓国）
  • 招待講演
• [学会発表] A novel type of E3 enzyme : the autophagy-related ubiquitin-like protein conjugate Atg12-Atg5 induces a conformational change in the E2 enzyme Atg3 to enhance its conjugase activity (2013)
  • 著者名/発表者名: Sakoh-Nakatogawa M., Matoba K., Noda N. N., Nakatogawa H., Ohsumi Y.
  • 学会等名: The 35^<th> Naito Conference
  • 発表場所: Sapporo, Japan
  • 年月日: 2013-07-11
• [学会発表] A novel type of E3 enzyme: the autophagy-related ubiquitin-like protein conjugate Atg12-Atg5 induces a conformational change in the E2 enzyme Atg3 to enhance its conjugase activity (2013)
  • 著者名/発表者名: Machiko Sakoh-Nakatogawa, Kazuaki Matoba, Nobuo Noda, Hitoshi Nakatogawa, Yoshinori Ohsumi
  • 学会等名: The 35th Naito Conference
  • 発表場所: シャトレーゼガトーキングダム（北海道）
• [学会発表] オートファジーに関わる2つのユビキチン様タンパク質結合系のクロストーク (2012)
  • 著者名/発表者名: 中戸川万智子、中戸川仁、大隅良典
  • 学会等名: 日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 2012-12-11
• [学会発表] オートファジーに必須のE3酵素Atg12-Atg5によるE2酵素Atg3の活性化機構 (2012)
  • 著者名/発表者名: 中戸川万智子、中戸川仁、大隅良典
  • 学会等名: 日本蛋白質科学会若手奨励賞シンポジウム
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 2012-06-21
• [学会発表] The E3 enzyme Atg12-Atg5 rearranges the catalytic center of Atg3 to enhance its E2 activity (2012)
  • 著者名/発表者名: Sakoh-Nakatogawa M., Nakatogawa H., Ohsumi Y.
  • 学会等名: The 6^<th> International Symposium on Autophagy 2012
  • 発表場所: Okinawa, Japan
• [学会発表] オートファジーに必須のE3酵素Atg12‐Atg5によるE2酵素Atg3の活性化機構 (2012)
  • 著者名/発表者名: 中戸川万智子・中戸川 仁・大隅良典
  • 学会等名: 日本蛋白質科学会年会
  • 発表場所: 名古屋国際会議場（愛知県）
• [学会発表] The E3 enzyme Atg12-Atg5 rearranges the catalytic center of Atg3 to enhace its E2 activity (2012)
  • 著者名/発表者名: Machiko Sakoh-Nakatogawa, Hitoshi Nakatogawa, Yoshinori Ohsumi
  • 学会等名: The 6th international symposium on autophagy 2012
  • 発表場所: 万国津梁館（沖縄県）
• [学会発表] オートファジーに関わる２つのユビキチン様タンパク質結合系のクロストーク (2012)
  • 著者名/発表者名: 中戸川万智子
  • 学会等名: 第３５回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 福岡国際会議場（福岡県）
  • 招待講演
• [備考] 東工大プレスリリース「オートファジーに必須な因子の作用機構を分子レベルで解明-神経変性疾患や肝疾患の創薬につながる成果-」
  • URL: http://www.titech.ac.jp/pressrelease/
• [備考] ライフサイエンス新着論文レビュー(First Author's)「ユビキチン様タンパク質Atg12-Atg5結合体はAtg3の活性中心の再編成をひき起こしその酵素活性を上昇させる」
  • URL: http://first.lifesciencedb.jp/archives/6807
• [備考] ユビキチン様タンパク質Atg12-Atg5結合体
  • URL: http://first.lifesciencedb.jp/archives/6807
• [備考] オートファジーに必須な因子の作用機構を分子レベルで解明
  • URL: http://www.titech.ac.jp/file/pr20130422_osumi.pdf