出芽酵母脱ユビキチン化酵素の網羅的機能解析

2012 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 22687009
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 機能生物化学
• 研究機関: 公益財団法人東京都医学総合研究所 (2012); 財団法人東京都医学総合研究所 (2010-2011)
• 研究代表者: 佐伯 泰 公益財団法人東京都医学総合研究所, 生体分子先端研究分野, 主席研究員 (80462779)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2012
• キーワード: 細胞内タンパク質分解 / ユビキチン

研究概要

本研究では出芽酵母に存在する20種類の脱ユビキチン化酵素の性状を網羅的に解析することで、脱ユビキチン化酵素のユビキチン鎖特異性の解明を行った。まず、コムギ無細胞タンパク質合成系により合成した脱ユビキチン化酵素を用いて、K48リンク鎖、K63リンク鎖、ユビキチン前駆体に特異的な脱ユビキチン化酵素を同定した。プロテアソームの脱ユビキチン化酵素Rpn11とUbp6にはK48鎖、K63鎖の特異性はみられず、ユビキチン鎖特異性はユビキチン化タンパク質がプロテアソームに運搬される以前に生じる可能性が示唆された。また、Ubp6はプロテアソーム前駆体に結合する有害なユビキチン化タンパク質を除去することでプロテアソームの分子集合を正に制御するという新しい知見を得た。さらに、定量プロテオミクスの新技術Parallel reaction monitoring法を用いて全てのユビキチン鎖を100アトモルから高感度に測定する手法を開発し、脱ユビキチン化酵素変異株の細胞内のユビキチン鎖を定量し新知見を得た。

研究成果

• [雑誌論文] The parallel reaction monitoring method contributes to a highly sensitive polyubiquitin chain quantification (2013)
  • 著者名/発表者名: Tsuchiya, H., Tanaka, K., and Saeki, Y
  • 雑誌名: Biochem. Biophys. Res. Commun 巻: (in press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structural basis for specific recognition of Rpt1p, an ATPase subunit of 26 S proteasome, by proteasome-dedi-cated chaperone Hsm3p (2012)
  • 著者名/発表者名: Takagi, K., Kim, S., Yukii, H., Ueno, M., Morishita, R., Endo, Y., Kato, K., Tanaka, K., Saeki, Y. *, and Mizushima, T *, *Correspondences.
  • 雑誌名: J. Biol. Chem 巻: 287 ページ: 12172-12182
  • 査読あり
• [雑誌論文] Proteasomal degradation resolves competition between cell polarization and cellular wound healing (2012)
  • 著者名/発表者名: Kono, K., Saeki, Y., Yoshida, S., Tanaka, K., Pellman, D
  • 雑誌名: Cell 巻: 150 ページ: 151-164
  • 査読あり
• [雑誌論文] Hyrtioreticulins A-E, indole alkaloids inhibiting the ubiquitin-activating enzyme, from the marine sponge Hyrtios reticulatus (2012)
  • 著者名/発表者名: Yamanokuchi, R., Imada, K., Miyazaki, M., Kato, H., Watanabe, T., Fujimuro, M., Saeki, Y., Yoshinaga, S., Terasawa, H., Iwasaki, N., Rotinsulu, H., Losung, F., Mangindaan, R.E., Namikoshi, M., de Voogd, N.J., Yokosawa, H., Tsukamoto, S
  • 雑誌名: Bioorg. Med. Chem 巻: 20 ページ: 4437-4442
  • 査読あり
• [雑誌論文] New crystal structure of the proteasome-dedicated chaperone Rpn14 at 1.6 A resolution. Acta. Crystallogr (2012)
  • 著者名/発表者名: Kim, S., Nishide, A., Saeki, Y., Takagi, K., Tanaka, K., Kato, K., Mizushima, T
  • 雑誌名: Sect. F. Struct. Biol. Cryst. Commun 巻: 68 ページ: 517-521
  • 査読あり
• [雑誌論文] Insulin/insulin-like growth factor (IGF) stimulation abrogates an association between a deubiquitinating enzyme USP7 and insulin receptor substrates (IRSs) followed by proteasomal degradation of IRSs (2012)
  • 著者名/発表者名: Yoshihara, H., Fukushima T, Hakuno, F., Saeki, Y., Tanaka, K., Ito, A., Yoshida, M., Iemura, S., Natsume, T., Asano, T., Chida, K., Girnita, L., Takahashi, S
  • 雑誌名: Biochem. Biophys. Res. Commun 巻: 423 ページ: 122-127
  • 査読あり
• [雑誌論文] Localization of the proteasomal ubiquitin receptors Rpn10 and Rpn13 by electron cryomicroscopy (2012)
  • 著者名/発表者名: Sakata, E., Bohn, S., Mihalache, O., Kiss, P., Beck, B., Nagy, I., Nickell, S., Tanaka, K., Saeki, Y., Forster, F., and Baumeister, W
  • 雑誌名: Proc. Natl. Acad. Sci. USA 巻: 109 ページ: 1479-1484
  • 査読あり
• [雑誌論文] The catalytic activity of Ubp6 enhances maturation of the proteasomal regulatory particle (2011)
  • 著者名/発表者名: Sakata, E., Stengel, F., Fukunaga, K., Zhou, M., Saeki, Y., Forster, F., Baumeister, W., Tanaka, K., and Robinson, C.V
  • 雑誌名: Mol Cell 巻: 42 ページ: 637-649
  • 査読あり
• [雑誌論文] Sharpin is a component of the NF-.B activating linear ubiquitin chain assembly complex (2011)
  • 著者名/発表者名: Tokunaga, F., Nakagawa, T., Nakahara, M., Saeki, Y., Taniguchi, M., Sakata, S., Tanaka, K., Nakano, H., and Iwai, K
  • 雑誌名: Nature 巻: 471 ページ: 633-636
  • 査読あり
• [雑誌論文] Polyubiquitin conjugation to NEMO by tripartite motif protein 23 (TRIM23) is critical in antiviral defence (2010)
  • 著者名/発表者名: Arimoto, K.I., Funami, K., Saeki, Y., Tanaka, K., Okawa, K., Takeuchi, O., Akira, S., Murakami, Y., and Shimotohno, K
  • 雑誌名: Proc. Natl. Acad. Sci. USA 巻: 107 ページ: 15856-15861
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dissection of the assembly pathway of the proteasome lid in Saccharomyces cerevisiae (2010)
  • 雑誌名: Biochem. Biophys. Res. Commun 巻: 396 ページ: 1048-1053
  • 査読あり
• [雑誌論文] Crystal structure of yeast Rpn14, a chaperone of the 19S regulatory particle of the proteasome (2010)
  • 著者名/発表者名: Kim, S. *, Saeki, Y. *, Fukunaga, K., Suzuki, A., Takagi, K., Yamane, T., Tanaka, K., Mizushima, T., and Kato, K, *Equal contribution
  • 雑誌名: J. Biol. Chem 巻: 285 ページ: 15159-15166
  • 査読あり
• [学会発表] プロテアソームダイナミクス (2013)
  • 著者名/発表者名: 佐伯 泰
  • 学会等名: 理化学研究所シンポジウム「プロテアソームダイナミクスの理解を目指して」
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2013-01-17
• [学会発表] Structure and dynamics of the 26S proteasome (2012)
  • 著者名/発表者名: Yasushi Saeki
  • 学会等名: 熊本大学発生医学研究所リエゾンラボ研究会
  • 発表場所: 熊本
  • 年月日: 2012-12-19
• [学会発表] 新規ユビキチン鎖長決定法の開発 (2012)
  • 著者名/発表者名: 土屋 光、海保 愛、田中啓二、佐伯 泰
  • 学会等名: 第35回分子生物学会ワークショップ
  • 発表場所: 博多
  • 年月日: 2012-12-14
• [学会発表] 出芽酵母の休止期において形成されるプロテアソーム顆粒の解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 雪井 悠、新井直子、田中啓二、佐伯 泰
  • 学会等名: 第35回分子生物学会
  • 発表場所: 博多
  • 年月日: 2012-12-14
• [学会発表] プロテアソーム可塑性:分子集合から顆粒形成まで (2012)
  • 著者名/発表者名: 佐伯 泰、雪井 悠、土屋 光、田中啓二
  • 学会等名: 第85回日本生化学会大会シンポジウム
  • 発表場所: 博多
  • 年月日: 2012-12-14
• [学会発表] 選択的なポリユビキチン鎖の検出・定量法の開発 (2012)
  • 著者名/発表者名: 佐伯 泰
  • 学会等名: 平成24年度 文部科学省 新学術領域研究「ユビキチンネオバイオロジー:拡大するタンパク質制御システム」kick-off シンポジウム
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2012-09-26
• [学会発表] 新規ユビキチン鎖長決定法の開発 (2012)
  • 著者名/発表者名: 土屋 光、海保 愛、田中啓二、佐伯 泰
  • 学会等名: 酵母遺伝学フォーラム第45回研究報告会
  • 発表場所: 宇治
  • 年月日: 2012-09-05
• [学会発表] 出芽酵母の休止期において形成されるプロテアソームストレージ顆粒の解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 雪井 悠、新井直子、田中啓二、佐伯 泰
  • 学会等名: 酵母遺伝学フォーラム第45回研究報告会
  • 発表場所: 宇治
  • 年月日: 2012-09-05
• [学会発表] 出芽酵母26Sプロテアソームは細胞質で完成する (2012)
  • 著者名/発表者名: 佐伯 泰、白 燦基、東江昭夫、田中啓二
  • 学会等名: 酵母遺伝学フォーラム第45回研究報告会
  • 発表場所: 宇治
  • 年月日: 2012-09-05
• [学会発表] Regulation by ubiquitin proteasome system (2012)
  • 著者名/発表者名: Yasushi Saeki
  • 学会等名: Core-to-Core Project sponsored by JSPS International Seminar, New Insights into the Molecular Basis of Prevention of Diseases in the Aging Society Caused by Modulation of Insulin-Like Activities
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2012-08-25
• [学会発表] 細胞内タンパク質分解装置プロテアソームの分子集合と作動機構 (2012)
  • 著者名/発表者名: 佐伯 泰, 坂田絵理, 白 燦基、佐甲靖志, W. Baumeister,田中啓二
  • 学会等名: 第12回日本蛋白質科学会年会
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 2012-06-21
• [学会発表] Ubp6 and Rad23 are involved in the 26S proteasome assembly (2011)
  • 著者名/発表者名: Keisuke Fukunaga, Eri Sakata, Florian Stengel, Yasushi Saeki, Carol V. Robinson, Wolfgang Baumeister, Keiji Tanaka
  • 学会等名: EMBO Conference, Ubiquitin and ubiquitin-like modifiers
  • 発表場所: Cavtat, Croatia
  • 年月日: 20110921-25
• [学会発表] The 26S proteasome completes its assembly process in the cytoplasm prior to the nuclear translocation (2011)
  • 著者名/発表者名: Haruka Yukii, Yasushi Saeki, Changi Pack, Keisuke Fukunaga, Eri Sakata, Yasushi Sako, Akio Toh-e, Wolfgang Baumeister, Keiji Tanaka
  • 学会等名: EMBO Conference, Ubiquitin and ubiquitin-like modifiers
  • 発表場所: Cavtat, Croatia
  • 年月日: 20110921-25
• [学会発表] Assembly, structure, and function of the 26S proteasome (2011)
  • 著者名/発表者名: Yasushi Saeki
  • 学会等名: Korea-Japan Symposium on Protein Metabolism
  • 発表場所: Seoul, Korea
  • 年月日: 20110127-29
• [学会発表] 巨大で複雑なタンパク分解装置の動態と作動機構.細胞内タンパク質分解装置の構造と活性調節機構 (2011)
  • 著者名/発表者名: 佐伯 泰, 西尾和也, 坂田絵理, 福永圭佑, 雪井 悠, W. Baumeister, 森本幸生, 田中啓二
  • 学会等名: 平成23年度ターゲットタンパク研究プログラム成果発表会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2011-12-27
• [学会発表] 出芽酵母26Sプロテアソームは細胞質で完成する (2011)
  • 著者名/発表者名: 佐伯 泰、白 燦基、東江昭夫、田中啓二
  • 学会等名: 第44回日本分子生物学会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2011-12-15
• [学会発表] Wolfgang Baumeister, Keiji Tanaka:Ubp6 and Rad23 are involved in the 26S proteasome assembly (2011)
  • 著者名/発表者名: Keisuke Fukunaga, Eri Sakata, Florian Stengel, Yasushi Saeki, Carol V. Robinson
  • 学会等名: 第44回日本分子生物学会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2011-12-15
• [学会発表] プロテアソーム研究の最前線 (2011)
  • 著者名/発表者名: 佐伯 泰
  • 学会等名: バイオコンファレンス2011首都大学東京
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2011-11-11
• [学会発表] (2011)
  • 著者名/発表者名: 佐伯 泰
  • 学会等名: 東京大学大学院農学生命科学科 第7回応用動物科学セミナー「プロテアソーム研究の最前線」
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2011-10-25
• [学会発表] Rad23とUbp6は26Sプロテアソームの分子集合に関与する (2011)
  • 著者名/発表者名: 佐伯 泰、福永圭佑、坂田絵里、Florian Stengel、Carol V. Robinson、Wolfgang Baumeister、田中啓二
  • 学会等名: 第84回日本生化学会大会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2011-09-24
• [学会発表] Ubp6はプロテアソームの分子集合を正に制御する (2011)
  • 著者名/発表者名: 福永圭佑、坂田絵里、佐伯 泰、田中啓二
  • 学会等名: 酵母遺伝学フォーラム第44回研究報告会
  • 発表場所: 博多
  • 年月日: 2011-09-07
• [学会発表] 出芽酵母26Sプロテアソームは細胞質で完成する (2011)
  • 著者名/発表者名: 佐伯 泰、白 燦基、東江昭夫、田中啓二
  • 学会等名: 酵母遺伝学フォーラム第44回研究報告会
  • 発表場所: 博多
  • 年月日: 2011-09-07
• [学会発表] 26Sプロテアソームの分子集合機構 (2011)
  • 著者名/発表者名: 佐伯 泰, 福永圭佑, 工藤 泰, 川村ひとみ, 田中啓二
  • 学会等名: 平成22年度ターゲットタンパク研究プログラム成果発表会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2011-03-11
• [学会発表] 26Sプロテアソームはどこで完成するか? (2010)
  • 著者名/発表者名: 佐伯 泰, 白燦基, 川村ひとみ, 東江昭夫, 佐甲靖志, 田中啓二
  • 学会等名: BMB2010(第33回分子生物学会、第83回日本生化学会合同年会)
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 20101207-10
• [学会発表] Assembly pathway of the 19S proteasome lid in yeast (2010)
  • 著者名/発表者名: 福永圭佑, 工藤 泰, 東江昭夫, 田中啓二, 佐伯 泰
  • 学会等名: BMB2010(第33回分子生物学会、第83回日本生化学会合同年会)
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 20101207-10
• [学会発表] A proteomic analysis of ubiquitin-binding proteins by unclavable polyubiquitins in yeast (2010)
  • 著者名/発表者名: 工藤 泰, 福永圭祐, 田中啓二, 佐伯 泰
  • 学会等名: BMB2010(第33回分子生物学会、第83回日本生化学会合同年会)
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 20101207-10
• [学会発表] プロテアソーム19S制御因子複合体の分子集合機構 (2010)
  • 著者名/発表者名: 佐伯 泰, 福永圭佑, 田中啓二
  • 学会等名: 平成22年度ターゲットタンパク研究プログラム成果発表会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 20101018-20
• [学会発表] 出芽酵母19Sプロテアソーム制御因子Lid複合体の分子集合 (2010)
  • 著者名/発表者名: 福永圭佑, 工藤 泰, 東江昭夫, 田中啓二, 佐伯 泰
  • 学会等名: 酵母遺伝学フォーラム第43回研究報告会
  • 発表場所: 奈良
  • 年月日: 20100909-11
• [学会発表] A quantitative proteomic analysis of tUb-binding proteins with different length in yeast (2010)
  • 著者名/発表者名: Keisuke Fukunaga, Yasushi Saeki, and Keiji Tanaka
  • 学会等名: 1st conference on PPDUP
  • 発表場所: Vancouver, Canada
  • 年月日: 20100606-08
• [学会発表] 26Sプロテアソームの分子集合と作動原理 (2010)
  • 著者名/発表者名: 佐伯 泰
  • 学会等名: 第19回酵母合同シンポジウム
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2010-06-24
• [図書] The proteasome: molecular machinery and pathophysiological roles. Biol. Chem. 393 (2012)
  • 著者名/発表者名: Tanaka, K., Mizushima, N., and Saeki, Y
  • 総ページ数: 217-234
• [図書] Assembly and function of the proteasome. (Ubiquitin family modifiers and the proteasome) (2012)
  • 著者名/発表者名: Saeki, Y. and Tanaka, K. Review
  • 総ページ数: 315-337
  • 出版者: Humana Press, Methods Mol. Biol. 832
• [図書] 巨大で複雑な蛋白分解装置の立体構造と活性調節機構.「特集/蛋白構造-機能連関解析と治療薬開発への応用」内分泌・糖尿病・代謝内科、第35巻12月号 (2012)
  • 著者名/発表者名: 佐伯 泰
  • 総ページ数: 523-532
  • 出版者: 科学評論社
• [図書] 細胞膜修復機構におけるプロテアソームの役割.細胞工学31巻 (2012)
  • 著者名/発表者名: 河野恵子,佐伯 泰,吉田知史,田中啓二,David Pellman
  • 総ページ数: 1152-1153
  • 出版者: 秀潤社
• [図書] 脱ユビキチン化酵素Ubp6はプロテアソームの分子集合を制御する (2011)
  • 著者名/発表者名: 佐伯 泰,田中啓二
  • 出版者: ライフサイエンス「新着論文レビュー」
• [図書] みえてきた26Sプロテアソームの形成機構の全貌,「細胞内分解系によるリノベーションの分子機構に迫る」実験医学・増刊号29巻(12号) (2011)
  • 著者名/発表者名: 佐伯 泰
  • 総ページ数: 1868-1874
  • 出版者: 羊土社
• [図書] プロテアソーム阻害剤. 日本臨牀, 68 (2010)
  • 著者名/発表者名: 佐伯 泰, 福永圭佑, 田中啓二:
  • 総ページ数: 1818-1823
  • 出版者: 日本臨牀社
• [備考]
  • URL: http://www.igakuken.or.jp/pro-meta/