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2018 年度 実績報告書

EF-ハンド蛋白質ALG-2のカルシウムストレス応答因子としての生理機能解明

研究課題

研究課題/領域番号 17H03803
研究機関名古屋大学

研究代表者

牧 正敏  名古屋大学, 生命農学研究科, 教授 (40183610)

研究分担者 柴田 秀樹  名古屋大学, 生命農学研究科, 准教授 (30314470)
高原 照直  名古屋大学, 生命農学研究科, 講師 (90708059)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
キーワードcalcium / ALG-2 / NFAT / SARAF / ubiquitin / TRPML1 / TRPV1 / cell death
研究実績の概要

一過性の細胞内Ca2+濃度上昇は様々な細胞応答を引き起こすが、Ca2+ の恒常性維持破綻は細胞死をもたらす。(1) Ca2+動員で活性化される高感度NFATレポーター測定系を開発し、アセチルコリン受容体刺激で有効に作用することをすでに実証していたが、一過性受容体電位型(TRP)チャネルに対する有効性を検討した。TRPチャネルをヒト胚性腎細胞HEK293に一過性に発現させ、確立した測定システムにより解析した。(2) リソソームに局在しリピドーシスIV型の原因遺伝子であるMCOLN1 (TRPML1)のアゴニストML-SA1の添加によりNFAT活性の上昇が観察され、FK506によって抑制された。また、報告されているCa2+結合蛋白質ALG-2との相互作用欠失TRPML1変異体を用いたところNFAT活性の上昇が観察された。(3) カプサイシンの受容体TRPV1の発現によりリガンド無添加でNFAT活性の上昇が観察された。しかし、予想外にカプサイシン添加により濃度依存的に抑制された。カプサイシンは、制御領域がリン酸化されない恒常的活性化NFATに対しても阻害した。一方、cAMP応答配列(CRE)レポーター測定系に対しては抑制効果がなく、NFAT-REに特異的であった。(4)ALG-2相互作用因子であるSARAFがNEDD4ファミリーによってユビキチン化されること、ユビキチン化にはPPxYモチーフが重要であること、ALG-2がユビキチン化を阻害することを明らかにした。(5)DAPK1による細胞死調節を解析した結果、ALG-2結合能をもつ微小管結合タンパク質MAP1Bの関与が示唆された。(6)抗がん剤doxorubicinによって誘導されるCDIP1はALG-2が介在してTSG101と相互作用し、ALG-2がCa2+依存性のアダプターとして機能することが分かった。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

国内外の学会で報告可能な成果があった。新しいレポーター測定系および高感度定量的ALG-2相互作用測定方法を専門書で発表した。

今後の研究の推進方策

ALG-2がSARAFユビキチン化を阻害することは明らかになったが、ユビキチン化によって顕著な半減期の短縮は観察されず、生理的意義が不明である。ALG-2のSOCEに対する生理的意義を明らかにするため、生細胞観察とカルシウムイメージング法によりCa2+動態解析をするため、還流装置の採用準備をしている。

  • 研究成果

    (14件)

すべて 2019 2018 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Cellular Ca2+-Responding Nanoluciferase Reporter Gene System Directed by Tandemly Repeated Pseudo-Palindromic NFAT-Response Elements.2019

    • 著者名/発表者名
      Zhang W, Takahara T, Achiha T, Shibata H, Maki M.
    • 雑誌名

      Methods Mol Biol

      巻: 1929 ページ: 95-109

    • DOI

      10.1007/978-1-4939-9030-6_7

    • 査読あり
  • [雑誌論文] High Sensitive Quantitative Binding Assays Using a Nanoluciferase-Fused Probe for Analysis of ALG-2-Interacting Proteins.2019

    • 著者名/発表者名
      Zhang W, Matsuo R, Takahara T, Shibata H, Maki M
    • 雑誌名

      Methods Mol Biol

      巻: 1929 ページ: 501-516

    • DOI

      10.1007/978-1-4939-9030-6_31

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Adaptor functions of the Ca2+-binding protein ALG-2 in protein transport from the endoplasmic reticulum.2019

    • 著者名/発表者名
      Shibata H
    • 雑誌名

      Biosci Biotechnol Biochem

      巻: 83 ページ: 20-32

    • DOI

      10.1080/09168451.2018.1525274

    • 査読あり
  • [学会発表] カルシウム応答性NFATレポーター測定によるTRPチャネルの機能評価2019

    • 著者名/発表者名
      阿知波卓也,張維,高原照直,柴田秀樹,牧正敏
    • 学会等名
      2019年度 日本農芸化学会
  • [学会発表] リソソーム傷害部位へのカルシウム結合タンパク質ALG-2の動員2019

    • 著者名/発表者名
      林本敬大、柴田秀樹、川野琢己、高原照直、牧正敏
    • 学会等名
      2019年度 日本農芸化学会
  • [学会発表] 生体情報応答性カルシウム結合蛋白質およびその相互作用因子に関する構造と機能2019

    • 著者名/発表者名
      牧 正敏
    • 学会等名
      2019年度 日本農芸化学会
  • [学会発表] Adaptor function of a calcium-binding protein ALG-2 in doxorubicin-induced apoptosis2018

    • 著者名/発表者名
      Mori K, Inukai R, Takahara T, Maki M, Shibata H
    • 学会等名
      第70回 日本細胞生物学会
  • [学会発表] The penta-EF-hand ALG-2 protein interacts with the SOCE regulator SARAF and interferes with ubiquitylation2018

    • 著者名/発表者名
      Maki M, Zhang W, Muramatsu A, Teranishi N, Matsuo R, Takahara T, Shibata H
    • 学会等名
      European Calcium Society
    • 国際学会
  • [学会発表] DNA傷害誘発性アポトーシスにおけるカルシウムイオン結合タンパク質ALG-2のアポトーシス促進性機能の解析2018

    • 著者名/発表者名
      犬飼隆太、森可奈子、高原照直、柴田秀樹、牧正敏
    • 学会等名
      第41回 日本分子生物学会
  • [学会発表] SARAFとNedd4 ファミリーE3ユビキチンリガーゼとの相互作用解析2018

    • 著者名/発表者名
      寺西直樹、村松彩夏、張維、髙原照直、柴田秀樹、牧正敏
    • 学会等名
      第41回 日本分子生物学会
  • [学会発表] 微小管結合タンパク質MAP1Bを介したアポトーシス誘導経路の解析2018

    • 著者名/発表者名
      河野雄太、新居裕美香、高原照直、柴田秀樹、牧正敏
    • 学会等名
      第41回 日本分子生物学会
  • [学会発表] SARAFのユビキチン修飾におけるALG-2の役割とPPxY配列の関与2018

    • 著者名/発表者名
      村松彩夏,張維,寺西直樹,河原由衣,髙原照直、柴田秀樹、牧正敏
    • 学会等名
      第41回 日本分子生物学会
  • [学会発表] 損傷リソソームへのアネキシンA11とALG-2の動員とその生理的役割の解析2018

    • 著者名/発表者名
      林本敬大、川野琢己、高原照直、牧正敏、柴田秀樹
    • 学会等名
      アネキシン研究会
  • [備考]

    • URL

      https://www.agr.nagoya-u.ac.jp/~mcr/

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公開日: 2019-12-27  

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