ペルオキシソーム形成因子群の構造と機能の解明

2010 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 20370039
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 構造生物化学
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 藤木 幸夫 九州大学, 大学院・理学研究院, 教授 (70261237)
• 研究分担者: 田村 茂彦 九州大学, 大学院・理学研究院, 准教授 (90236753) ; 三木 邦夫 京都大学, 大学院・理学研究科, 教授 (10116105)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2010
• キーワード: ペルオキシソーム / CHO変異細胞 / ペルオキシン / タンパク質の輸送・局在化機構 / AAA ATPase / タンパク質相互作用 / レドックスポテンシャル / PPAR

研究概要

本研究では、多くのペルオキシソーム形成因子(ペルオキシン)のうち、ペルオキシソーム移行シグナル1(PTS1)受容体Pex5pの膜状ドッキング因子Pex14pのN-末側領域、Pex14p(25-70)の結晶構造解析に成功した。この領域は、3個のヘリックスからなるドメイン構造をもち、突出したPhe-35およびPhe-5 が近傍の塩基性アミノ酸残基とで形成する結合部位(Sites 1 & 2)にPex5p N-末端領域側のペンタペプチドモチーフ、WXXXF/Yがすっぽりはまり込む構造をとっていることを、初めて見出した。また、膜形成に必須なPex3p は、Pex19pとシトゾールで複合体を形成、膜上のPex16pへ局在化されることにより、ペルオキシソームの膜形成が始まることを発見した(Class II pathway)。

研究成果

• [雑誌論文] Cysteine- ubiquitination of peroxisome- targeting-signal type1 (PTS1)- receptor Pex5p regulates Pex5p recycling. (2011)
  • 著者名/発表者名: Okumoto, K., Misono, S., Miyata, N., Matsumoto Y., Mukai, S., Fujiki Y.
  • 雑誌名: Traffic in press
• [雑誌論文] Recruiting mechanism of the AAA peroxins, Pex1p and Pex6p, to Pex26p on peroxisome membrane. (2011)
  • 著者名/発表者名: Nashiro, C., Kashiwagi, A., Matsuzaki T., Tamura, S., Fujiki Y.
  • 雑誌名: Traffic 12 ページ: 774-788
• [雑誌論文] Nuclear transport of peroxisome- proliferator activated receptor α. (2011)
  • 著者名/発表者名: Iwamoto, F., Umemoto, T., Motojima, K., Fujiki Y.
  • 雑誌名: J.Biochem. 149 ページ: 311-319
• [雑誌論文] Interaction defect of the medium isoform of PTS1-receptor Pex5p with PTS2- receptor Pex7p abrogates the PTS2 protein import into peroxisomes in mammals. (2011)
  • 著者名/発表者名: Honsho, M., Hashiguchi, Y., Ghaedi, K., Fujiki Y.
  • 雑誌名: J.Biochem. 149 ページ: 203-210
• [雑誌論文] ペルオキシソームの形成・制御とその障害による高次機能の破綻 (2010)
  • 著者名/発表者名: 藤木幸夫、宮田暖、松園裕嗣、松崎高志、本庄雅則矢
  • 雑誌名: 実験医学8月号特集「Protein kinesisを解き明かすオルガネラの世界-細胞機能の制御と遺伝病発症・ウイルス感染のメカニズム」 28 ページ: 2094-2101
• [雑誌論文] A novel fluorescent sensor protein for visualization of redox states in the cytoplasm and in peroxisomes. (2010)
  • 著者名/発表者名: Yano, T., Oku, M., Akeyama, N., Itoyama, A., Yurimoto, H., Kuge, S., Fujiki Y., Sakai, Y.
  • 雑誌名: Mol.Cell.Biol. 30 ページ: 3758-3766
• [雑誌論文] Monomerdimer transition of the consered N-terminal domain of the mammalian peroxisomal matrix protein import receptor, Pex14p. (2010)
  • 著者名/発表者名: Su, J.R., Takeda, K., Tamura, S., Fujiki Y., Miki, K.
  • 雑誌名: Biochem. Biophys. Res.Commun. 394 ページ: 217-221
• [雑誌論文] Posttranslational regulation of fatty Acyl-CoA reductase 1, Far1, controls ether glycerophospholipid synthesis. (2010)
  • 著者名/発表者名: Honsho, M., Asaoku, S., Fujiki Y.
  • 雑誌名: J.Biol.Chem. 285 ページ: 8537-8542
• [雑誌論文] In vitro import of peroxisome-targeting signal type 2 (PTS2) receptor Pex7p into peroxisomes. (2009)
  • 著者名/発表者名: Miyata, N., Hosoi, K., Mukai, S., Fujiki Y.
  • 雑誌名: Biochim. Biophys. Acta-Mol.Cell Res. 1793 ページ: 860-870
• [雑誌論文] Crystal struture of the conserved N-terminal domain of the peroxisomal matrix protein import receptor, Pex14p. (2009)
  • 著者名/発表者名: Su, J.R., Takeda, K., Tamura, S., Fujiki Y., Miki, K.
  • 雑誌名: Proc.Natl.Acad.Sci.USA 106 ページ: 417-421
• [雑誌論文] The peroxisomal membrane-protein import receptor Pex3p is directly transported to peroxisomes by a novel Pex19p- and Pex16p-dependent pathway. (2008)
  • 著者名/発表者名: 松崎高志, 藤木幸夫
  • 雑誌名: J.Cell Biol. 183 ページ: 1275-1286
• [雑誌論文] Rcruitment of the RNA helicase RHAU to stress granules via a unique RNA-binding domain. (2008)
  • 著者名/発表者名: Chalupnikova, K., Lattmann, S., Selak, N., Iwamoto, F., Fujiki Y., Nagamine, Y.
  • 雑誌名: J.Biol.Chem. 283 ページ: 35186-35198
• [雑誌論文] The peroxin Pex14p is involved in LC3-dependent degradation of mammalian peroxisomes. (2008)
  • 著者名/発表者名: Hara-Kuge, S., Fujiki Y.
  • 雑誌名: Exp.Cell Res. 314 ページ: 3531-3541
• [雑誌論文] Isolation and characterization of mutant animal cell line defective in alkyl-dihydroxyacetonephosphate synthase : Localization and transport of plasmalogens. (2008)
  • 著者名/発表者名: Honsho, M., Yagita, Y., Kinoshita, N., Fujiki Y.
  • 雑誌名: Biochim. Biophys. Acta-Mol.Cell Res. 1783 ページ: 1857-1865
• [雑誌論文] Isolation and characterization of novel phenotype CHO cell mutants defective in peroxisome assembly, using ICR191 as a potent mutagenic agent. (2008)
  • 著者名/発表者名: Ghaedi, K., Fujiki Y.
  • 雑誌名: Cell Biochem. Funct. 26 ページ: 684-691
• [雑誌論文] Characterization of the interaction between recombinant human peroxin PEX3p and PEX19p : Identification of TRP104 in Pex3p as a critical residue for the interaction. (2008)
  • 著者名/発表者名: Sato, Y., Shibata, H., Nakano, H., Matsuzono, Y., Yoshinori, K., Kobayashi, Y., Fujiki Y., Imanaka, T., Kato, H.
  • 雑誌名: J.Biol.Chem. 283 ページ: 6136-6144
• [雑誌論文] Dynamic and functional assembly of the AAA peroxins, Pex1p and Pex6p, and their membrane receptor Pex26p involved in shuttling of the PTS1 receptor Pex5p in peroxisome biogenesis. (2008)
  • 著者名/発表者名: Fujiki Y., Miyata, N., Matsumoto, N., Tamura, S.
  • 雑誌名: Biochem. Soc.Trans. 36 ページ: 109-113
• [学会発表] ペルオキシソームの形成制御・高次生命機能とその障害 (2011)
  • 著者名/発表者名: 藤木幸夫
  • 学会等名: 京都産業大学・総合生命科学部開設記念シンポジウム
  • 発表場所: 京都市
  • 年月日: 2011-03-10
• [学会発表] Peroxisome biogenesis : membrane assembly and matrix protein import-Lessons from different species (2010)
  • 著者名/発表者名: 藤木幸夫
  • 学会等名: 第33回日本分子生物学会年会・第83回日本生化学会合同大会
  • 発表場所: 神戸市
  • 年月日: 20101207-20101210
• [学会発表] Peroxisome : biogenesis and homeostasis-membrane assembly, matrix protein import, morphogenesis, and turnover (2010)
  • 著者名/発表者名: 藤木幸夫
  • 学会等名: The 3^<rd> International Symposium on Protein Community
  • 発表場所: 奈良市
  • 年月日: 20100912-20100916
• [学会発表] 細胞内小器官ペルオキシソームの形成・障害・ホメオスタシス (2010)
  • 著者名/発表者名: 藤木幸夫
  • 学会等名: 平成22年度日本生化学会中国・四国支部会例会
  • 発表場所: 山口市
  • 年月日: 20100514-20100515
• [学会発表] Peroxisomal import of matrix and membrane proteins (2010)
  • 著者名/発表者名: 藤木幸夫
  • 学会等名: Gordon Research Conferences : Protein transport across cell membranes
  • 発表場所: 米国ガルベストン市
  • 年月日: 20100307-20100312
• [学会発表] オルガネラ病:ペルオキシソームの形成機構とその障害・病因遺伝子群 (2010)
  • 著者名/発表者名: 藤木幸夫
  • 学会等名: 新適塾『難病への挑戦』
  • 発表場所: 豊中市
  • 年月日: 2010-02-16
• [学会発表] ペルオキシソームの創成とその制御機構 (2009)
  • 著者名/発表者名: 藤木幸夫
  • 学会等名: 第32回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 横浜市
  • 年月日: 20091209-20091212
• [学会発表] Peroxisome biogenesis and its regulation : membrane assembly, matrix protein import, and morphogenesis (2009)
  • 著者名/発表者名: 藤木幸夫
  • 学会等名: International Meeting on Peroxisome Research
  • 発表場所: 米国シアトル市
  • 年月日: 20091118-20091120
• [学会発表] ペルオキシソームの形成:膜アセンブリーとタンパク質の膜透過輸送機構 (2009)
  • 著者名/発表者名: 藤木幸夫
  • 学会等名: 第47回日本生物物理学会年会
  • 発表場所: 徳島市
  • 年月日: 20091030-20091101
• [学会発表] ペルオキシソーム形成におけるPex5pのダイナミズムとその制御システム (2009)
  • 著者名/発表者名: 田村茂彦
  • 学会等名: 第82回日本生化学会大会
  • 発表場所: 神戸市
  • 年月日: 20091021-20091024
• [学会発表] Peroxisome biogenesis and Its Dysfunctions : Membrane Assembly, Matrix Protein Import, and Morphogenesis (2009)
  • 著者名/発表者名: 藤木幸夫
  • 学会等名: The 4^<th> International Congress on Stress Responses in Biology and Medicine
  • 発表場所: 札幌市
  • 年月日: 20091006-20091009
• [学会発表] Degradation of Mammalian Peroxisomes (2009)
  • 著者名/発表者名: 藤木幸夫
  • 学会等名: The 5^<th> International Symposium on Autophagy
  • 発表場所: 大津市
  • 年月日: 20090924-20090928
• [学会発表] Dynamic and functional assembly of the AAA Peroxins, Pex1p and Pex6p, and their interacting partners in peroxisome biogenesis (2009)
  • 著者名/発表者名: 藤木幸夫
  • 学会等名: 8^<th> International Conference on AAA Proteins
  • 発表場所: カナダトロント市
  • 年月日: 20090712-20090716
• [学会発表] Peroxisome Biogenesis : Mechanistic insights to protein import and its regulation (2009)
  • 著者名/発表者名: 藤木幸夫
  • 学会等名: 第61回日本細胞生物学会大会
  • 発表場所: 名古屋市
  • 年月日: 20090602-20090604
• [学会発表] オルガネラの形成とその障害:ペルオキシソームを中心に (2009)
  • 著者名/発表者名: 藤木幸夫
  • 学会等名: 第3回形態科学シンポジウム『生命機能の場を提供する生体膜』-その創成とトポロジー形成-
  • 発表場所: 福岡市
  • 年月日: 2009-12-21
• [学会発表] ペルオキシソームの生合成:膜アセンブリーとマトリックスタンパク質輸送の分子基盤 (2008)
  • 著者名/発表者名: 藤木幸夫
  • 学会等名: 第31回日本分子生物学会年会・第81回日本生化学会合同大会
  • 発表場所: 神戸市
  • 年月日: 20081209-20081212
• [学会発表] Peroxisome : Biogenesis, Biogenesis Disorders, Pathogenic Genes, and Restoration of Dysfunctions (2008)
  • 著者名/発表者名: 藤木幸夫
  • 学会等名: The 6^<th> Annual Congress of IDDST 2008
  • 発表場所: 北京市
  • 年月日: 20081018-20081022
• [図書] 生物薬科学実験講座5細胞の構造とオルガネラ(第2章オルガネラ形成機構の研究法「ペルオキシソーム形成機構の研究法」)(大熊勝治/中西義信編) (2010)
  • 著者名/発表者名: 藤木幸夫
  • 総ページ数: 148-171
  • 出版者: 廣川書店
• [備考] ホームページ等
  • URL: http://www.biology.kyushu-u.ac.jp/~taisha/