公募研究
新学術領域研究(研究領域提案型)
分子夾雑環境である小胞体内における酸化的フォールディングの観測法を新たに開発し、世界に先駆けて細胞内フォールディングの理解を目指す。試験管内と細胞内フォールディングの比較により、分子夾雑環境におけるシャペロンの作動原理を探究する点で本領域に貢献する。これはこれまで遅れていた小胞体内フォールディングの核心を本質的かつ独創的な視点で解明できると期待される。申請者が専門とする酸化的フォールディング中間体の安定単離および解析技法・知識と、セミインタイクト細胞を用いた小胞体内酸化的フォールディングの解析技術の融合を、本領域にフィードバックし、新たな視点で、本領域の一層の推進に貢献する。
哺乳動物細胞の小胞体において、夾雑環境で働くPDIファミリーのひとつP5は酸化的フォールディングの触媒や小胞体ストレス応答因子であるIRE1の不活性化の機能が報告されていたが、P5はこれまで構造未知なためその作動原理は不明であった。今回明らかにした新規P5構造から、新たにa0ドメインに二量体化に重要なLeu-Val adhesive motifを見出した。二量体形成motifの欠損は、部分構造の崩壊を起こしており、細胞内で小胞体ストレスを引き起こし、P5酵素は二量体化することで細胞内機能を保持していることを明らかにした。さらに、P5はPDIと複合体を組むことで、効率的な酸化的フォールディング触媒を行う一方、ERp72と複合体を組むとシャペロン機能を亢進することがわかった。また、PDIファミリーのひとつERp57がCNXと複合体を組む際カルシウムがトリガーとなっており、カルシウム非存在下で強く相互作用し酸化的フォールディング触媒能を向上させることを示した。生理学的な環境では、カルシウム枯渇時小胞体内はストレスがかかっており、ミスフォールドタンパク質が蓄積されていることが知られており、本結果はストレス状況下回避のための酵素間複合体形成と機能付与を示唆している。以上の成果は細胞内夾雑環境で、酵素群がパートナータンパク質との複合体形成を調節することで、効率的に基質フォールディングを触媒することを示唆しており、今後さらなる細胞内フォールディングの研究が進行することが望まれる。
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (14件) (うち国際共著 8件、 査読あり 14件、 オープンアクセス 14件) 学会発表 (2件) (うち招待講演 2件) 図書 (2件) 産業財産権 (2件)
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