分泌経路における小胞形成とリサイクリング-酵母から高等植物への展開

1999 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 10215210
• 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 / メンブレントラフィック / SAR1 / SEC12 / RER1 / ARE1 / SAY1 / GFP

研究概要

出芽酵母を用い,分泌経路における小胞形成とリサイクリングの分子機構について研究うを行い,以下のことを明らかにした.1.小胞体からの小胞形成において,Sed4pがSar1p GTPaseのGAPに阻害的に働くことを示した.2.Sar1と類縁のArf1 GTPaseのさまざまなts変異が示す輸送損傷を詳細に解析した.3.Sec12p等の一群の膜タンパク質の小胞体局在化に関与するRer1pが,Sec12pの膜貫通ドメインに直接結合することを示した.さらに,本研究で導入した共焦点蛍光顕微鏡システムとGFP-Rer1pを用い,Rer1pのリサイクリングにCOPIとCOPIIの両方が働いていることを明らかにした.4.シトクロムP450 Cyp51の小胞体局在機構が,過剰発現時には静的残留に加えてリサイクリングも利用していることを明らかにした.
植物の形態形成におけるメンブレントラフィックの意義を明らかにするために,以下の研究を行った.1.植物のRab GTPaseの一つ,Ara4と相互作用する植物タンパク質として同定したSay1について,酵母のypt変異を用い相互作用の様式を詳しく解析した.2.酵母RER1ホログラムとしてシロイヌナズナからAtRER1A,AtRER1B,AtRER1Cを同定し,これらがいずれも酵母rer1変異を相補することを示した.3.植物のメンブレントラフィックの可視化マーカーとして,さまざまなGFP融合遺伝子を作製し,シロイヌナズナに導入した.

研究成果

• [文献書誌] Sato, K.: "The Arabidopsis thaliana RER1 gene family : its potential role in the endoplasmic reticulum localization of membrane proteins"Plant Mol. Biol.. 41. 815-824 (1999)
• [文献書誌] Matsuda, N.: "Overexpressioin of PRA2, a Rab/Ypt-family small GTPase from Pea Pisum sativum, aggravates the growth defect of yeast ypt mutants"Cell Struct. Funct.. (in press). (2000)
• [文献書誌] Ueda, T.: "Modes of interaction between the Arabidopsis Rab protein, Ara4, and its putative regulator molecules revealed by a yeast expression system"Plant J.. (in press). (2000)
• [文献書誌] Homma, K.: "Evidence for recycling of cytochrome P450 sterol 14-demethylase from the cis-Golgi compartment to the endoplasmic reticulum(ER)upon saturation of the ER-retention mechanism"J. Biochem.. (in press). (2000)
• [文献書誌] Hopkins, B. D.: "Methods in Enzymology"Academic Press (印刷中). (2000)