小胞体膜タンパク質の増幅に伴う酵母小胞体膜合成制御機構の解明

2000 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 10460034
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 太田 明徳 東京大学, 大学院・農学生命科学研究科, 教授 (30125885)
• キーワード: endoplasmic reticulum / Saccharomyces cerevisiae / Candida maltosa / cytochrome P450Alk / ER proliferation / phospholipid / IRE1 / ER membrane

研究概要

本研究計画では、申請者らの有する酵母小胞体膜タンパク質チトクロームP450ALKの誘導発現系を利用し,この膜タンパク質の高生産に伴う酵母小胞体膜の増幅過程を生化学的に分析し,またその過程に関わる遺伝子及び遺伝子変異株を単離し,これらを分子遺伝学的・生化学的手法を用いて詳細に検討することにより,小胞体膜の増幅・形成のしくみの解明に至る新たな知見を得る。
本年度は以下のことを明らかにし、一部は論文として公表した。
P450ALKを酵母Saccharomyces cerevisiaeで高生産する際に小胞体内腔蛋白質Kar2pとPdilpの生産が増加していることを見いだした。さらにDifferential display法によつてKAR2の他にいくつかの遺伝子の転写が誘導されていることを見いだした。それらは、YLR194c、YNL208c、YER175c、YGR124w/ASN2、YFL106c/MDJ1、YGL121cであった。また、一方で転写が抑制されている遺伝子も見いだした。それらはYNL203c、YBR208c、DAL3であった。これらのうち、YLR194cとYNL208cを破壊しても生育に影響無くP450ALKの高生産にも何の影響もなかった。従ってこれらの比較的強く誘導される遺伝子の機能は不明である。今後これらの遺伝子の機能を解析することにより、P450ALK遺伝子の高発現によるER増幅の遺伝的制御が明らかになることが期待される。

研究成果

• [文献書誌] Yon,J-O,Nakamura,H. et al.: "Incorporation of extracellular phospholipids and their effect on the growth and lipid Saccharomyces cerevisiae chol/pss mutant."Biochimica Biophysica et Acta. 1394. 23-28 (1998)
• [文献書誌] Umebayasi,K.,Hirata,A., et al.: "Unfolded protein response-induced BiP/Kar2p production protects cell growth against accumu protein aggregates in the yeast endoplasmic reticulum."European Journal of Cell Biology. 78. 726-738 (1999)
• [文献書誌] Takewaka,T.,Zimmer,T., et al.: "Null mutation in IRE1 gene inhibits Overproduction of microsome P450Alk1 (CYP52A3) and endoplasmic reticulum in Saccharomyces cerevisiae"Journal of Biochemistry. 125. 507-514 (1999)
• [文献書誌] Zimmer,T.,Ogura,A., et al al.: "Misfolded membrane-bound cytochrome P450 activates KAR2 induction through two distinct mechanisms"Journal of Biochemistry. 126. 1080-1089 (1999)
• [文献書誌] Nakamura,H.,Miura,K., et et al: "Phosphatidylserine synthesis required for the maximal tryptophan transport activity in Saccharomyces cerevisiae"Biosci.Biotechnol.Biochem.. 64. 167-172 (2000)
• [文献書誌] Zimmer,T.,Ogura,A., et al.: "Gene regulation in response to overexpression of cytochrome P450 and proliferation of the endoplasmic reticulum in Saccharomyces cerevisiae."Biosci.Biotechnol.Biochem.. 64. 1930-1936 (2000)