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2020 年度 実施状況報告書

免疫グロブリンMの成熟化に関与するシャペロン複合体の分子機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 18K06075
研究機関東北大学

研究代表者

渡部 聡  東北大学, 多元物質科学研究所, 助教 (50432357)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2022-03-31
キーワードクライオ電子顕微鏡 / カーゴレセプター
研究実績の概要

免疫グロブリンM (IgM)は、二組の軽鎖と重鎖で形成されたIgM単量体が、ジスルフィド結合で架橋された五または六量体として細胞外に分泌される。これまでの 研究から、細胞の分泌経路において、小胞体で合成されたIgM単量体が小胞体シャペロンであるERp44によって捕獲され、糖タンパ ク質の運搬を担うERGIC-53上 でIgMの正確な会合体が形成されると考えられている。ERGIC-53は、小胞体とゴルジ体の中間区画であるERGICに局在する一回膜貫通タンパク質であり、糖鎖修飾 された様々な分泌タンパク質を小胞体からゴルジ体へと輸送させる役割を果たしている。全体構造は、糖鎖結合ドメイン (CRD)、ストークドメイン、膜貫通ヘ リックス(TM)およびERGIC局在モチーフで構成されており、ストークドメイン間で六量体を形成して機能すると考えられている。しかし、全長ERGIC-53の立体構 造は未決定であり、六量体としての分子機構は不明な点が残されている。またERp44との相互作用様式についても、十分には分かっていない。本研究は、全長 ERGIC-53の立体構造ならびにERp44やIgMとの複合体の構造解析によって、IgMの正確な会合体形成の分子基盤の解明を目指すものである。 今年度は、精製系を確立した全長ERGIC-53について、SEC- MALS/SAXS実験にさらに取り組み、ERGIC-53の会合状態に新たな知見が得られた。またMCFD2との複合体形成による全長構造の大きな構造変化が示唆された。一方、クライオ電子顕微鏡観察のためのグリッド作成条件のスクリーニングに取り組んだ。条件検討の結果、Au グリッドおよび界面活性剤を添加することで、粒子形状が確認できるような電顕画像取得に成功した。一方ERp44とERGIC-53との相互作用解析の結果、直接的な相互作用は確認できず、複合体形成には別の因子の関与が示唆された。

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

凍結グリッド条件のスクリーニングの結果、観察に適した凍結グリッド作成条件が確立しつつあり、クライオ電子顕微鏡による構造解析の見通しがたったため。

今後の研究の推進方策

予備的データからERGIC-53の全長構造が得られつつあり、凍結グリット条件の最適化に継続して取り組み、全長ERGIC-53のクライオ電子顕微鏡での構造解析を目指す。

次年度使用額が生じた理由

新型コロナウイルスの感染拡大を受け、実験が制限された期間があり、予定していた実験を延期したため。

  • 研究成果

    (3件)

すべて 2020

すべて 学会発表 (3件)

  • [学会発表] A new role of cellular zinc for protein quality control in the early secretory pathway2020

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Watanabe, Yuta Amagai, Sara Sannino, Amiko Miyake, Roberto Sitia, and Kenji Inab
    • 学会等名
      第20回蛋白質科学会年会
  • [学会発表] 亜鉛輸送体によるゴルジ体の亜鉛制御が ERp44機能を調節する2020

    • 著者名/発表者名
      天貝佑太, 山田桃, 小和田俊行, 渡邊朝美, 楢本悟史, 渡部聡, 経塚淳子, 水上進, Roberto Sitia, 稲葉謙次
    • 学会等名
      第72回日本細胞生物学会大会
  • [学会発表] 小胞体における亜鉛結合性シャペロンERp44とクライアントとの複合体の解離機構の生化学的解析2020

    • 著者名/発表者名
      三宅杏美子,渡部 聡,天貝佑太,稲葉謙次
    • 学会等名
      第43回日本分子生物学会

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公開日: 2021-12-27  

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