液胞におけるバルクなタンパク質分解機構

1999 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 10219207
• 研究機関: 岡崎国立共同研究機構
• 研究代表者: 大隈 良典 岡崎国立共同研究機構, 基礎生物学研究所, 教授 (30114416)
• 研究分担者: 鎌田 芳彰 岡崎国立共同研究機構, 基礎生物学研究所, 助手 (20291891) ; 野田 健司 岡崎国立共同研究機構, 基礎生物学研究所, 助手 (00290908)
• キーワード: オートファジー / タンパク結合反応 / 酵母 / Apg / Apg8 / Apg12 / オートファゴソーム

研究概要

細胞内バルクタンパク質分解の主要な経路であるオートファジーは我々の遺伝子解析がこの分野に1つの契機を与え、ヒトに至るまで様々な生物の高次機能に関わる可能性が示され始めている。オートファジーにおける最大の課題はその膜動態を担っている機構の解明である。我々が分離同定してきたAPG遺伝子群はいずれもオートファゴソーム形成過程で機能している。特定領域研究最終年度にあたる本年度の主な成果は以下の通りである。
1.)昨年報告してオートファジーに必須なタンパク質結合反応Apg12-Apg10がE2として機能していることを証明した。Apg10は既知のE2分子と相同性を持たないことからE2のさらなる多様性が示唆される。Apg12-Apg5が機能する上で新規のApg16が必須であることを見出した。このcoiled-coil構造を持つタンパク質を介して結合体は膜上で大きな複合体を形成しているらしい。
2.)Apg8は栄養飢餓によってその転写が誘導され、細胞内局在が大きく変動する。即ち細胞内に一様に点状に分布していたApg8はオートファジーの誘導時には液胞近傍にドット様に集合し、オートファッジュックボディとして液胞内に移行する。電子顕微鏡による解析からApg8がオートファゴソーム形成中間体に結合していることが明らかとなり、この分子がオートファゴソーム形成の重要な因子であり、その解析の優れたマーカーとなることが判った。
3.)これまで様々に試みをしてきたApg2のクローニングに成功しその解析を開始した。
4.)オートファジーの膜動態における分泌経路(Sec)、液胞形成(Vps)の関与を系統的に検索した結果初期分泌経路の因子の一部が必須であることを見出した。またオートファゴソームの液胞への融合に働くNSF/SNAREを同定した。

研究成果

• [文献書誌] Mizushima, N. et al.: "Apg16p is required for the function of the Apg12p-Apg5p conjugate in the yeast autophagic pathway"EMBO J.. 18. 3888-3896 (1999)
• [文献書誌] Shintani, T. et al.: "Apg10p, a novel protein-conjugating enzyme essential for autophagy in yeast"EMBO J.. 18. 5234-5241 (1999)
• [文献書誌] Kirisako, T. et al.: "Formation process of autophagosome is traced with Apg8/Aut7p in yeast"J. Cell Biol.. 147. 435-446 (1999)
• [文献書誌] George, M, D. et al.: "Apg5p functions in the sequestration step in the cytoplasm to vacuole targeting and macroautophagy pathways"Mol. Biol. Cell. (in press).
• [文献書誌] Noda, T. et al.: "Apg9/Cvt7p is an integral membrane protein required for transport vesicle formation in the Cvt and autophagy pathways"J. Cell Biol.. (in press).
• [文献書誌] Furukawa, K. et al.: "A protein conjugation system in yeast with homology to biosyntheic enzyme reavion of prokarvotes"J. Biol. Chem.. (in press).