小胞体におけるタンパク質品質管理機構

2011 年度 研究成果報告書

• 研究領域: タンパク質社会の研究の総合的推進
• 研究課題/領域番号: 19058008
• 研究種目: 特定領域研究
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 生物系
• 研究機関: 京都産業大学 (2011); 京都大学 (2007-2010)
• 研究代表者: 永田 和宏 京都産業大学, 総合生命科学部, 教授 (50127114)
• 研究分担者: 稲葉 謙次 九州大学, 生体防御医学研究所, 特任准教授 (10423039)
• 研究期間 (年度): 2007 – 2011
• キーワード: 小胞体 / 品質管理 / 小胞体関連分解 / レドックス制御 / 分子シャペロン

研究概要

小胞体における品質管理機構のなかで、小胞体関連分解の分子機構について解析を行った。ミスフォールドタンパク質をproductive foldingから分解経路へ引き抜く因子EDEM1の他に、小胞体における初めての還元酵素ERdj5が、ミスフォールド基質のジスルフィド結合を還元することによってERADを促進することを見出した。ERdj5の結晶構造解析にも成功し、糖タンパク質のERAD経路の全体像を明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] Direct in vitro and in vivo evidence for interaction between Hsp47 protein and collagen triple helix (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Ono, T. Miyazaki, Y. Ishida, M. Uehata and K. Nagata
  • 雑誌名: J. Biol. Chem. 巻: 287(9) ページ: 6810-6818
  • DOI: DOI:10.1074/jbc.M111.280248
• [雑誌論文] Molecular chaperone Hsp47 is essential for cartilage and endochondral bone formation (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Masago, A. Hosoya, S. Kawano, A. Nasu, J. Toguchida, K. Fujita, H. Nakamura, G. Kondoh and K. Nagata
  • 雑誌名: J. Cell Sci. 巻: 125(5) ページ: 1118-1128
  • DOI: DOI:10.1242/jcs.089748
• [雑誌論文] Functional in vitro analysis of ERO1 and protein-disulfide isomerase (PDI) pathway (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Araki and K. Nagata
  • 雑誌名: J. Biol. Chem. 巻: 286(37) ページ: 32705-32712
  • DOI: DOI:10.1074/jbc.M111.227181
• [雑誌論文] Structural basis of an ERAD pathway mediated by the ER-resident protein disulfide reductase ERdj5 (2011)
  • 著者名/発表者名: M. Hagiwara, K. Maegawa, M. Suzuki, R. Ushioda, K. Araki, Y. Matsumoto, J. Hoseki, K. Nagata and K. Inaba
  • 雑誌名: Mol. Cell 巻: 41(4) ページ: 432-444
  • DOI: DOI:10.1016/j.molcel.2011.01.021
• [雑誌論文] Solution structure and dynamics of mouse ARMET (2010)
  • 著者名/発表者名: J. Hoseki, H.Sasakawa, Y. Yamaguchi, M. Maeda, H. Kubota, K. Kato and K. Nagata
  • 雑誌名: FEBS. Letters 巻: 584 ページ: 1536-1542
  • DOI: DOI:10.1016/j.febslet.2010.03.008
• [雑誌論文] The novel thioredoxin-related transmembrane protein TMX4 has reductase activity (2010)
  • 著者名/発表者名: Y. Sugiura, K. Araki, S. Iemura, T. Natsume, J. Hoseki1 and K. Nagata
  • 雑誌名: J. Biol. Chem. 巻: 285(10) ページ: 7135-7142
  • DOI: DOI:10.1074/jbc.M109.082545
• [雑誌論文] Human OS-9, a lectin required for glycoprotein endoplasmic reticulum-associated degradation, recognizes mannose-trimmed N-Glycans (2009)
  • 著者名/発表者名: N. Hosokawa, Y. Kamiya, D. Kamiya, K. Kato & K. Nagata
  • 雑誌名: J. Biol. Chem. 巻: 284(25) ページ: 17061-17068
  • DOI: DOI:10.1074/jbc.M809725200
• [雑誌論文] Autophagic elimination of misfolded procollagen aggregates in the endoplasmic reticulum as a means of cell protection (2009)
  • 著者名/発表者名: Y.Ishida, A.Yamamoto, A.Kitamura,S.R.Lamande, T.YoshimorI, F.B.John, H.Kubota and K.Nagata
  • 雑誌名: Mol. Biol. Cell. 巻: 20 ページ: 2744-2754
  • DOI: DOI:10.1091/mbc.E08-11-1092
• [雑誌論文] ERdj5 is required as a disulfide reductase for degradation of misfolded proteins in the ER (2008)
  • 著者名/発表者名: R.Ushioda, J.Hoseki, K.Araki, G.Jansen, D.Y.Thomas and K.Nagata
  • 雑誌名: Science 巻: 321(5888) ページ: 569-572
  • DOI: DOI:10.1126/science.1159293
• [雑誌論文] Human XTP3-B Forms an Endoplasmic Reticulum Quality Control Scaffold with the HRD1-SEL1L Ubiquitin Ligase Complex and BiP (2008)
  • 著者名/発表者名: N.Hosokawa, I.Wada, K.Nagasawa, T.Moriyama, K.Okawa, and K.Nagata
  • 雑誌名: J. Biol. Chem. 巻: 283(30) ページ: 20914-20924
  • DOI: DOI:10.1074/jbc.M709336200
• [雑誌論文] Gp78 cooperates with RMA1 in ER-associated degradation of CFTRΔF508 (2008)
  • 著者名/発表者名: D. Morito, K. Hirao, F. Tokunaga, N. Hosokawa, D. M. Cyr, K. Tanaka, K. Iwai and K. Nagata
  • 雑誌名: Mol. Biol. Cell. 巻: 19 ページ: 1328-1336
  • DOI: DOI:10.1091/mbc.E07-06-0601
• [雑誌論文] MKKS is a centrosome-shuttling protein degraded by disease-causing mutations via CHIP-mediated ubiquitination (2008)
  • 著者名/発表者名: S. Hirayama, Y. Yamazaki, A. Kitamura, Y. Oda, D. Morito, K. Okawa, H. Kimura, D. M. Cyr, H. Kubota and K. Nagata
  • 雑誌名: Mol. Biol. Cell. 巻: 19 ページ: 899-911
  • DOI: DOI:10.1091/mbc.E07-07-0631
• [学会発表] Protein quality control and proteostasis in the ER (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Nagata
  • 学会等名: Cold Spring Harbor Asia Conference, "Protein Homeostasis in Health & Disease"
  • 発表場所: Suzhou(China)
  • 年月日: 2011-09-29
• [学会発表] Regulation of redox homeostasis in the ER (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Nagata and R. Sitia
  • 学会等名: Conference on Quality Control: Folding and Degradation of Proteins in the Endoplasmic Reticulum
  • 発表場所: Ascona(Switzerland)
  • 年月日: 2011-09-15
• [学会発表] Two distinct ERAD pathways contribute for maintaining the protein homeostasis in the ER (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Nagata
  • 学会等名: EMBO Conference "The biology of Molecular Chaperones"
  • 発表場所: Grundlsee(Austria)
  • 年月日: 2011-05-22
• [学会発表] Regulation in the electron transfer cascade among the oxidoreductases in the endoplasmic reticulum (2010)
  • 著者名/発表者名: K. Nagata
  • 学会等名: The 3^<rd> International Symposium on Protein Community
  • 発表場所: Nara
  • 年月日: 2010-09-14
• [学会発表] Quality control & Redox regulatory network (2010)
  • 著者名/発表者名: K. Araki, R. Ushioda, J. Hoseki and K. Nagata
  • 学会等名: Gordon Research Conference
  • 発表場所: Lucca (Italy)
  • 年月日: 2010-05-11
• [学会発表] Two distinct ERAD pathways for misfolded glycoprotein and non-glycoprotein (2009)
  • 著者名/発表者名: K. Nagata
  • 学会等名: 4^<th> International Congress on Stress Responses in Biology and Medicine.Plenary lecture
  • 発表場所: Sapporo
  • 年月日: 2009-10-06
• [学会発表] Quality control of misfolded proteins in the endoplasmic reticulum (2009)
  • 著者名/発表者名: K. Nagata
  • 学会等名: 21th IUBMB International Congress and 12th FAOBMB Congress of Biochemistry and Molecular Biology
  • 発表場所: Shanghai(China)
  • 年月日: 2009-08-05
• [学会発表] Revisiting of collagen-specific molecular chaperone Hsp47:Fate of procollagen with or without Hsp47 (2009)
  • 著者名/発表者名: K. Nagata
  • 学会等名: Yokosuka Science Festa 2009 8th Pan-Pacific Connective Tissue Societies Symposium. Opening Lecture
  • 発表場所: Shonan
  • 年月日: 2009-06-04
• [学会発表] Revisiting of collagen-specific molecular chaperone HSP47:Alternative degradation pathway of misfolded procollagen in the ER;ERAD and autophagy (2008)
  • 著者名/発表者名: K. Nagata, Y. Masago, Y. Ishida
  • 学会等名: Cold Spring Harbor Meeting "Molecular Chaperones and stress Response"
  • 発表場所: Cold Spring Harbor(USA)
  • 年月日: 2008-05-01
• [学会発表] Collagen-specific molecular chaperone HSP47 (2007)
  • 著者名/発表者名: K.Nagata
  • 学会等名: 7th Pan Pacific Connective Tissue Societies Symposium
  • 発表場所: Cairns(Australia)
  • 年月日: 2007-10-30
• [学会発表] Thiol reductase ERdj5 accelerates the ER-associated degradation by cleaving intermolecular disulfide bonds of misfolded proteis (2007)
  • 著者名/発表者名: K.Nagata
  • 学会等名: Gordon Research Conference, Stress Proteins in Growth,Development & Desease
  • 発表場所: Oxford(UK)
  • 年月日: 2007-08-21
• [学会発表] A novel thiol reductase ERdj5 accelerates ER-associated degradation by cleaving the intermolecular disulfide bonds of misfolded proteins (2007)
  • 著者名/発表者名: K. Nagata
  • 学会等名: FASEB Summer Research Conference, Proteins Folding in the Cell
  • 発表場所: Palm Springs(USA)
  • 年月日: 2007-07-30
• [図書] Protein Folding and Quality Control in the ER, Cold Spring Harbor Perspectives in Biology "Protein Homeostasis" (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Araki and K. Nagata
  • 総ページ数: 121-145
  • 出版者: Cold Spring Harbor Laboratory press
• [備考]
  • URL: http://www.cc.kyoto-su.ac.jp/~nagata/index-j.html