細胞内メンブレントラフィックの制御機構

1998 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 08458190
• 研究機関: 理化学研究所
• 研究代表者: 中野 明彦 理化学研究所, 生体膜研究室, 主任研究員 (90142140)
• キーワード: タンパク質の分泌 / 小胞体-ゴルジ体間輸送 / SAR1 / SEC12 / RER / HRR25 / cis-プレニルトランスフェラーゼ / 酵母(s.cerevisiae)

研究概要

出芽酵母を材料に用い,主に小胞体一ゴルジ体間の小胞輸送における分子選別のメカニズムを解析し,メンブレントラフィックのダイナミズムの制御に関して以下のことを明らかにした.
1.小胞体膜タンパク質の小胞体局在化機構についてさらに研究を進めた.Rer1pによるSec12pとSec71pの認識には膜貫通領域中の疎水性残基のクラスターとそれをはさむ非疎水性残基の配置が重要であることを明らかにした.また植物のRER1ホモログを同定し,これが酵母rerl変異を相補することを示した.さらに,Emp24pのC末端には,輸送を制御する複数のシグナルが存在することを明らかにした.
2.RER2が,cis-ブレニルトランスフェラーゼをコードしていることを見出した.この酵素が,糖タンパク質の糖鎖合成のキャリアリピド,ドリコールリン酸の形成に必須であることを証明した.さらに,ドリコールの糖鎖合成以外の重要な生理的意義を示唆した.大腸菌のRER2ホモログ(rth)について変異株を作製し,この遺伝子がペプチドグリカン合成のためのキャリアリピド,ウンナカプレニルリン酸の合成に必須なcis-プレニルトランスフェラーゼをコードしていることを証明した.
3.酵母のカゼインキナーゼIであるHn25pのキナーゼ活性の低下がsec12の抑圧に重要であることを示し,Hrr25pが小胞体からの輸送小胞形成を負に制御している可能性を示唆した.
4.sar1ts変異をSEC12,SED4,5'-欠失型SEC16,および,EKS1/HRD3が抑圧することを見出し,これらについて解析を進めた.Ekslp/Hrd3pがタンパク質の分解制御一般に働いているのではないことを示し,Sed4pはSar1p GAPの阻害因子である可能性を示唆した.

研究成果

• [文献書誌] Matsuda, N.: "RMA1, an Arabidopsis thajiana gene whose cDNA suppresses the yeast sec15 mutation, encodes a novel protein with a RING finger motif and a membrane onthor" Plant Cell Physiol.39. 545-554 (1998)
• [文献書誌] Takeuchi, M.: "Isolation of a tabacco cDNA encoding Sar1 GTPacl and analysis of its domirant mutations in vesicnlar traffic using a yeast complementation system" Plant Cell Physiol.39. 590-599 (1998)
• [文献書誌] Saito, Y.: "Adivities of mutant Sar1 proteins in guanine noccleotide binding, GTP hydrolysis and cell-free transport from the endoplasnic retiunluin to the Golgiappardpus" J.Biochem.124. 816-823 (1998)
• [文献書誌] Nakamura, N.: "Identification of potential regulatory elements for the fromsport of Erge 24p." Mol.Biol.Cell. 9. 3493-3503 (1998)
• [文献書誌] Sato, M.: "The yeast RER2 gene, identified by endoplasmic reticulum protein localization mutations, encodes cis-prenyltransferase, a key enzyme in the dolichol synlhesis" Mol.Cell.Biol.19. 471-483 (1999)
• [文献書誌] Saito, Y.: "Identification of SEC12, SED4, truncated SEC16 and EKSl/HRD3 as multicopy sappressors of ts mutants of Sar1 GTPasc" J.Biochem.125. 130-137 (1999)
• [文献書誌] Murakami, A.: "The inactive from of a yeast casainkinase I suppresscs the secretory defect of the ses12 mutant:Implication of negative regulation by the Hrr25 kinase in the vencle budding from the endoplasme sction" J.Biol.Chem.274. 3804-3810 (1999)
• [文献書誌] kato, J.: "E.cd:homologue of yeast Rer2, a key enzymcof dolichol synthesis, is essential for the carrier lipid formation in bacterial cell wall synthesis" J.Bacteriol.(印刷中). (1999)