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異常タンパク質インターフェイスとしての天然変性領域の機能解析

公募研究

研究領域天然変性タンパク質の分子認識機構と機能発現
研究課題/領域番号 24113702
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 生物系
研究機関群馬大学

研究代表者

岩脇 隆夫  群馬大学, 先端科学研究指導者育成ユニット, 講師 (50342754)

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 *注記
11,310千円 (直接経費: 8,700千円、間接経費: 2,610千円)
2013年度: 5,980千円 (直接経費: 4,600千円、間接経費: 1,380千円)
2012年度: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円)
キーワード小胞体ストレス / タンパク質品質管理 / IRE1 / PERK / 分子シャペロン / 天然変性タンパク質
研究概要

本研究の目的は小胞体タンパク質品質管理機構において天然変性タンパク質の機能を解明することである。ここで対象とする天然変性タンパク質には「小胞体ストレスセンサー」と「小胞体関連分解因子」であり、小胞体ストレスセンサーとしてはIRE1に関する研究を中心に遂行した。このIRE1に関して次のことが以前から分かっていた。IRE1は小胞体局在型I型膜タンパク質として存在し、小胞体内腔で生じるタンパク質の構造異常を監視している。もし小胞体内で異常構造化したタンパク質が増加すると、IRE1は小胞体膜上でホモ二量体化またはホモ多量体化し、自身が有するキナーゼ活性やRNase活性を発揮して小胞体分子シャペロン遺伝子群の発現を上昇させながら構造異常タンパク質の量を軽減するように働いている。ただIRE1において構造異常タンパク質を認識する分子機構は謎のままである。このような状況の中、本年度新たに得られた知見は以下の通りである。哺乳動物にはIRE1が2種類存在し、一方をIRE1α、他方をIRE1βと呼ぶ。小胞体内に構造異常タンパク質が少ない時、IRE1αはBiPと結合状態に有り、その活性が抑制させている。しかし小胞体内に構造異常タンパク質が多い時、IRE1αはBiPから解放されるため二量体または多量体形成することがわかった。IRE1βは構造異常タンパク質の変化に関わらずBiPとは結合しない。代わりに小胞体内で構造異常タンパク質が多くなると、IRE1βはそれらと直接結合して、それらを介在するように多量体形成することがわかった。興味深いのはBiPや構造異常タンパク質との結合領域がIRE1の天然変性領域と一致するところである。また、これらIRE1は飽和脂肪酸によっても活性化されることが分かったが、その際、ホモ二量体化形成は生じるがホモ多量体化形成は生じない。

現在までの達成度 (区分)
理由

25年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

25年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2013 実績報告書
  • 2012 実績報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2013 2012

すべて 雑誌論文 (9件) (うち査読あり 7件) 学会発表 (3件)

  • [雑誌論文] Membrane lipid saturation activates IRE1α without inducing clustering2013

    • 著者名/発表者名
      Yuto Kitai, Hiroyuki Ariyama, Nozomu Kono, Daisuke Oikawa, Takao Iwawaki, Hiroyuki Arai
    • 雑誌名

      Genes Cells

      巻: 18 号: 9 ページ: 798

    • DOI

      10.1111/gtc.12074

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Identification of the redox partners of ERdj5/JPDI, a PDI family member, from an animal tissue.2013

    • 著者名/発表者名
      Kadokura, H., Saito, M., Tsuru, A., Hosoda, A., Iwawaki, T., Inaba, K., & Kohno, K.
    • 雑誌名

      Biochemical and Biophysical Research Communications

      巻: 440 号: 2 ページ: 245-250

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2013.09.063

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Endoplasmic reticulum stress signal impairs erythropoietin production:a role for ATF4.2013

    • 著者名/発表者名
      Chiang CK, Nangaku M, Tanaka T, IwawakiT, Inagi R.
    • 雑誌名

      Am J Physiol Cell Physiol.

      巻: 304(4) 号: 4 ページ: C342-C353

    • DOI

      10.1152/ajpcell.00153.2012

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Negative feedback by IRE1β optimizes mucin production in goblet cells.2013

    • 著者名/発表者名
      Tsuru, Akio
    • 雑誌名

      Proc Natl Acad Sci USA

      巻: 110 号: 8 ページ: 2864-2869

    • DOI

      10.1073/pnas.1212484110

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 小胞体ストレスシグナルの感知・生体防御機構2013

    • 著者名/発表者名
      岩脇 隆夫
    • 雑誌名

      細胞

      巻: 45 ページ: 168-171

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [雑誌論文] Identification of Toyocamycin, an agent cytotoxic for multiple myeloma cells, as a potent inhibitor of ER stress-induced XBP1 mRNA splicing.2012

    • 著者名/発表者名
      Ri M, Tashiro E, Oikawa D, Shinjo S, Tokuda M, Yokouchi Y, Narita T, Masaki A, Ito A, Ding J, Kusumoto S, Ishida T, Komatsu H, Shiotsu Y, Ueda R, Iwawaki T, Imoto M, Iida S.
    • 雑誌名

      Blood Cancer J.

      巻: 2 号: 7 ページ: e79-e79

    • DOI

      10.1038/bcj.2012.26

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Silencing of lipid metabolism genes through IRE1α-mediated mRNA decay lowers plasma lipids in mice2012

    • 著者名/発表者名
      Jae-Seon So
    • 雑誌名

      Cell Metab.

      巻: 16 号: 4 ページ: 487-499

    • DOI

      10.1016/j.cmet.2012.09.004

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Direct association of unfolded proteins with mammalian ER stress sensor, IRE1 beta.2012

    • 著者名/発表者名
      Oikawa D.
    • 雑誌名

      PLoS One.

      巻: 7(12) 号: 12 ページ: e51290-e51290

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0051290

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 小胞体ストレスの可視化2012

    • 著者名/発表者名
      岩脇 隆夫
    • 雑誌名

      生体の科学

      巻: 65 ページ: 388-389

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Intrinsically disordered regions in handling of misfolded/unfolded proteins in the ER2013

    • 著者名/発表者名
      Takao Iwawaki
    • 学会等名
      The 2nd ISIDP International Symposium
    • 発表場所
      RIKEN, Yokohama
    • 年月日
      2013-01-23
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] IRE1αとIRE1βによる小胞体ストレス感知機構の違い2012

    • 著者名/発表者名
      岩脇 隆夫
    • 学会等名
      第7回小胞体ストレス研究会
    • 発表場所
      広島大学
    • 年月日
      2012-11-09
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Direct association of unfolded proteins with mammalian ER stress sensor, IRE1β: possible involvement of the intrinsically disordered region (IDR)2012

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Oikawa
    • 学会等名
      The 2010 Meeting on Molecular Chaperones Stress Responses
    • 発表場所
      Cold Spring Harbor, USA
    • 年月日
      2012-05-01
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書

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公開日: 2013-05-15   更新日: 2019-07-29  

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