高度に進化した２種のシャペロニンによる細胞機能制御

2013 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 23570220
• 研究機関: 秋田大学
• 研究代表者: 久保田 広志 秋田大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (80332724)
• キーワード: 分子シャペロン / フォールディング / ATPase / 反応サイクル / 複合体形成 / タンパク質相互作用 / 構造変化 / 機能制御

研究概要

細胞内で生合成されるタンパク質は、様々なストレスにより常に変性や凝集の危険にさらされている。このため、分子シャペロンと呼ばれるタンパク質が正しい構造をつくるまでの過程を介助する。本研究では、CCTとHSP60というタンパク質の折りたたみ（フォールディング）を介助する分子シャペロン（シャペロニン）に注目して解析を進めている。シャペロニンは、２重リング型の複合体を形成し、中央の空洞の中でタンパク質のフォールディングを促進する。細胞質にはCCT が存在し、ミトコンドリアにはHSP60が分布している。CCTとHSP60は、全ての真核細胞においてタンパク質のフォールディングに必須の分子であるが、その作用機構の詳細は不明なままである。そこで、本研究は、これらのシャペロニンのもつ機能の詳細を明らかにすることを目的とした。昨年度までに、CCTにはGTPase活性があることを明らかにした。さらに、HSP60については、HSP60の基質フォールディンク反応サイクルにおいて、GroELと異なり、シングルリング状態を経由して制御されていることがわかった。これにより、HSP60の機能制御においては、シングルリングからダブルリングへの転換およびフットーボール型複合体の形成が重要な意味を持っているものと考えられたので、より詳細な解析を行った。その結果、HSP60は、ATPおよびコシャペロンHSP10依存的に、シングルリング→ダブルリング→フットボール型複合体へとその構造を変化させるが、フットボール型複合体が反応サイクルにおいて中心的な働きを担っているものと考えられた。

研究成果

• [雑誌論文] ATPase activity and ATP-dependent conformational change in the co-chaperone HOP. (2014)
  • 著者名/発表者名: Yamamoto S, Subedi GP, Hanashima S, Satoh T, Otaka M, Wakui H, Sawada KI, Yokota SI, Yamaguchi Y, Kubota H, Itoh H.
  • 雑誌名: Journal of Biological Chemistry 巻: 289 ページ: 9880-9886
  • DOI: 10.1074/jbc.M114.553255
  • 査読あり
• [雑誌論文] Serum heat shock protein 47 levels are elevated in acute interstitial pneumonia. (2014)
  • 著者名/発表者名: Kakugawa, T., Yokota, S.I., Ishimatsu, Y., Hayashi, T., Nakashima, S., Hara, S., Sakamoto, N., Kubota, H., Mine, M., Matsuoka, Y., Mukae, H., Nagata, K., and Kohno, S.
  • 雑誌名: BMC Pulm. Med. 巻: 14 ページ: -
  • DOI: 10.1186/1471-2466-14-48.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Prefoldin protects neuronal cells from polyglutamine toxicity by preventing aggregation formation. (2013)
  • 著者名/発表者名: Tashiro E, Zako T, Muto H, Itoo Y, Sorgjerd K, Terada N, Abe A, Miyazawa M, Kitamura A, Kitaura H, Kubota H, Maeda M, Momoi T, Iguchi-Ariga SM, Kinjo M, Ariga H.
  • 雑誌名: Journal of Biological Chemistry 巻: 288 ページ: 19958-19972
  • DOI: 10.1074/jbc.M113.477984
  • 査読あり
• [雑誌論文] Serum heat shock protein 47 levels in patients with drug-induced lung disease. (2013)
  • 著者名/発表者名: Kakugawa, T., Yokota, S., Ishimatsu, Y., Hayashi, T., Nakashima, S., Hara, S., Sakamoto, N., Kubota, H., Mine, M., Y., Matsuoka, Y., Mukae, H., Nagata, K., and Kohno, S.
  • 雑誌名: Respir. Res. 巻: 14 ページ: -
  • DOI: 10.1186/1465-9921-14-133
  • 査読あり
• [学会発表] 筋萎縮性側索硬化症原因タンパク質SOD1変異体のリソソーム依存的分解 (2013)
  • 著者名/発表者名: 田村拓、山田大介、久保田広志
  • 学会等名: 第８回臨床ストレス応答学会
  • 発表場所: 松本市
  • 年月日: 20131115-20131116
• [学会発表] Lysosome-dependent degradation of ALS-linked mutant SOD1 (2013)
  • 著者名/発表者名: Daisuke Yamada, Taku Tamura, Hiroshi Kubota
  • 学会等名: International Mini-symposium: Protein Folding and Disease
  • 発表場所: 秋田市
  • 年月日: 20131029-20131030
• [学会発表] Actin and myosin participate in the quality control of SOD1 aggregates (2013)
  • 著者名/発表者名: Taku Tamura, Akihiko Yatabe, Koji Ichinohe, Yuko Shimizu, Akira Kitamura, Masataka Kinjo, Hiroshi Kubota
  • 学会等名: International Mini-symposium: Protein Folding and Disease
  • 発表場所: 秋田市
  • 年月日: 20131029-20131030
• [学会発表] アクチン・ミオシン系は筋萎縮性側索硬化症原因タンパク質SOD1変異体の凝集制御および分解に関与する (2013)
  • 著者名/発表者名: 田村拓, 矢田部暁彦, 一戸康治, 清水佑子, 北村朗, 金城政孝, 久保田広志
  • 学会等名: 第65回日本細胞生物学会大会
  • 発表場所: 名古屋市
  • 年月日: 20130619-21
• [学会発表] Aminoglycoside antibiotics suppress the Heat Shock Protein 70 function. (2013)
  • 著者名/発表者名: Yamamoto S, Yokota S, Wakui H, Kubota H, Itoh H, Fujii N
  • 学会等名: 28th International Congress of Chemotherapy and Infection
  • 発表場所: 横浜市
  • 年月日: 20130605-20130608