| 研究課題/領域番号 |
20K05827
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| 研究機関 | 山口大学 |
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研究代表者 |
内海 俊彦 山口大学, 大学院創成科学研究科, 教授 (20168727)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| キーワード | N-ミリストイル化 / 膜タンパク質 / ANKRD22 / Lipid droplet |
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| 研究実績の概要 |
タンパク質N-ミリストイル化は、主要なタンパク質脂質修飾の一つであり、これまで可溶性の細胞質タンパク質に生じ、膜への可逆的な局在化を介して特異的機能を発現することが知られてきた。しかし我々はこれまでに、ヒト細胞内に存在するN-ミリストイル化タンパク質の網羅的同定の試みを行なった結果、約40個ものN-ミリストイル化された膜貫通タンパク質が存在する事を明らかにした。本研究では、これらの膜タンパク質に生ずるN-ミリストイル化の機能とその機能発現の分子機構の解明を目的として解析を行った。
2020年度の研究においては、大腸がん、非小細胞肺がんや乳ガン組織での高発現が報告されている膜タンパク質ANKRD22の細胞内局在、膜局在化機構及び膜上トポロジー形成機構とそれらにおけるN-ミリストイル化の役割に注目し解析を行った。その結果、ANKRD22がN-ミリストイル化された、N末端とC末端をいずれも細胞質側に向けた、ヘアピン状に屈曲した一つの膜挿入領域を持つmonotopic膜タンパク質であること、さらに膜貫通領域中に存在するPro残基がmonotopic topologyの形成に必須であることを明らかにした。また、ANKRD22は小胞体膜上でのタンパク質合成と共役して一つの疎水性領域を介して小胞体膜にヘアピン状に組み込まれ、その後小胞体膜からlipid dropletへと移行するが、この小胞体からLipid droplet への移行にmonotopic topology とC末端近傍に存在する正荷電アミノ酸が必須であることを明らかにした。また、N-ミリストイル化は、ANKRD22の膜局在に直接関与しており、小胞体からLipid dropletへの移行にpositiveに寄与していることが示された。
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| 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
本研究では、種々のがん細胞での高発現が認められる機能未知タンパク質であるANKRD22がLipid dropletに局在するN-ミリストイル化された膜タンパク質であることを見出し、その細胞内局在、膜への組み込み、膜上トポロジー形成におけるN-ミリストイル化の役割について詳細な解析を行い、N-ミリストイル化が、ANKRD22の膜局在に機能しており、さらに、その小胞体からLipid dropletへの移行にpositiveな役割を担っていることを明らかにした。これらの成果は、膜タンパク質に生ずるN-ミリストイル化が、これまでに見出したProtein LunaparkやSAMM50のみに生ずる例外的な修飾反応ではなく、種々の細胞内小器官に存在する膜タンパク質に生じ、その機能発現に関与する生理的に重要な修飾反応であることを示しており、本研究の当初の目的の一部が達成できたものと考えている。
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| 今後の研究の推進方策 |
2021年度の本研究においては、2020年度の研究の過程でミトコンドリア外膜や内膜に局在する複数の膜タンパク質や膜間腔タンパク質がN-ミリストイル化されていることが新たに見出されたことから、これらのミトコンドリアタンパク質に生ずるN-ミリストイル化について、その細胞内局在、膜への組み込み、膜上トポロジー形成におけるN-ミリストイル化の役割について詳細な解析を行う。これらの結果を、これまでに我々が見出したSAMM50, TOMM40, という２つのミトコンドリア外膜タンパク質に生ずるN-ミリストイル化の解析で得られた結果と比較検討を行うことで、ミトコンドリアに局在する膜タンパク質に生ずるN-ミリストイル化の役割の全体像を明らかにする。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
2020年度の予算の執行において、当初予定していた学会出張がコロナ禍の影響でオンライン開催となり、出張旅費の執行が無かったことから次年度への繰越金が生じた。この予算は2021年度の消耗品費として有効活用する予定である。
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