リン酸化シグナル伝達によるペルオキシソーム形成調節機構

2016 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 26440032
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 奥本 寛治 九州大学, 理学研究院, 助教 (20363319)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2017-03-31
• キーワード: ペルオキシソーム / タンパク質 / リン酸化 / シグナル伝達経路

研究実績の概要

ペルオキシソーム膜タンパク質であるPex14pは、ペルオキシソームマトリクスタンパク質の輸送局在化において中心的分子として機能する。私達は、動物培養細胞に対するいくつかのストレス刺激によりPex14pがリン酸化修飾を受けることを示唆する結果を得ていた。本研究は、細胞内外の環境変化や刺激に応答したリン酸化修飾による、ペルオキシソームタンパク質輸送およびペルオキシソーム機能の制御機構の解明を目的とし、さらにはPex14pリン酸化修飾の上流シグナル伝達経路の同定を含めたオルガネラ恒常性維持機構の解明を目指すものである。
これまでの当申請課題研究により、ストレス刺激に応答したPex14pの主要なリン酸化残基を同定し、恒常的リン酸化型Pex14pの発現によりペルオキシソームマトリクスタンパク質の輸送が中程度に阻害されることを明らかにしていた。H28年度はリン酸化の有無がどのようにPex14pの機能に関与するのかについてさらなる研究を行い、Pex14pのリン酸化修飾がペルオキシソーム膜上のマトリクスタンパク質輸送装置複合体とPex14pとの結合に影響することを示唆する結果を得た。さらに種々のキナーゼ阻害剤を用いた解析により、Pex14pのリン酸化に関わると考えられるキナーゼ候補を見出し解析を行っている。総括すると、酸化ストレスによるPex14pのリン酸化修飾はペルオキシソームマトリクスタンパク質輸送を負に制御しており、酸化ストレスに対抗する応答機構の一つとして機能する可能性が示唆された。

研究成果

• [雑誌論文] The VDAC2-BAK axis regulates peroxisomal membrane permeability (2017)
  • 著者名/発表者名: Hosoi, K., Miyata, N., Mukai, S., Furuki, S., Okumoto, K., Cheng, E. H., and Fujiki, Y.
  • 雑誌名: J. Cell Biol. 巻: 216 ページ: 709-721
  • DOI: 10.1083/jcb.201605002
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Defining dynamin-based ring organizing center on the peroxisome-dividing machinery isolated from Cyanidioschyzon merolae (2017)
  • 著者名/発表者名: Imoto, Y., Abe, Y., Okumoto, K., Honsho, M., Kuroiwa, H., Kuroiwa, T., and Fujiki, Y.
  • 雑誌名: J. Cell Sci. 巻: 130 ページ: 853-867
  • DOI: 10.1242/jcs.199182
  • 査読あり
• [雑誌論文] Localization of NDR2 to peroxisomes and its role in ciliogenesis (2017)
  • 著者名/発表者名: Abe, S., Nagai, T., Masukawa, M., Okumoto, K., Homma, Y., Fujiki, Y., and Mizuno, K.
  • 雑誌名: J. Biol. Chem. 巻: 292 ページ: 4089-4098
  • DOI: 10.1074/jbc.M117.775916
  • 査読あり
• [雑誌論文] Generation of Peroxisome-Deficient Somatic Animal Cell Mutants (2017)
  • 著者名/発表者名: Okumoto K. and Fujiki Y.
  • 雑誌名: In: Schrader, M. (ed.) Peroxisomes: Methods and Protocols, Methods in Molecular Biology (Series Ed.: Walker, J.M.), Springer, Humana Press, New York, USA 巻: 1595 ページ: 319-327
  • DOI: 10.1007/978-1-4939-6937-1_29
  • 査読あり
• [雑誌論文] Peroxisomal membrane and matrix protein import using a semi-intact mammalian cell system (2017)
  • 著者名/発表者名: Okumoto, K., Honsho, M., Liu, Y., and Fujiki, Y.
  • 雑誌名: In: Schrader, M. (ed.) Peroxisomes: Methods and Protocols, Methods in Molecular Biology (Series Ed.: Walker, J.M.), Springer, Humana Press, New York, USA 巻: 1595 ページ: 213-219
  • DOI: 10.1007/978-1-4939-6937-1_20
  • 査読あり
• [雑誌論文] Blue-Native PAGE: Applications to study on peroxisome biogenesis (2017)
  • 著者名/発表者名: Okumoto , K., Tamura, S., and Fujiki, Y.
  • 雑誌名: In: Schrader, M. (ed.) Peroxisomes: Methods and Protocols, Methods in Molecular Biology (Series Ed.: Walker, J.M.), Springer, Humana Press, New York, USA 巻: 1595 ページ: 197-205
  • DOI: 10.1007/978-1-4939-6937-1_18
  • 査読あり
• [雑誌論文] ペルオキシソーム形成異常と疾患 (2016)
  • 著者名/発表者名: 藤木幸夫, 奥本寛治, 本庄雅則
  • 雑誌名: 別冊・医学のあゆみ ストレスシグナルと疾患―細胞恒常性維持機構の破綻と病態 巻: - ページ: 75-79
• [学会発表] Biogenesis of peroxisome: assembly of nascent membrane proteins (2016)
  • 著者名/発表者名: Liu, Y., Yagita, Y., Okumoto, K., Shinohara, K., Nagata, A., and Fujiki, Y.
  • 学会等名: 2016 ASCB Annual Meeting
  • 発表場所: San Fransisco, USA
  • 年月日: 2016-12-03 – 2016-12-06
  • 国際学会
• [学会発表] Peroxisome biogenesis: Import of nascent membrane and matrix proteins (2016)
  • 著者名/発表者名: Liu, Y., Tamura, S., Okumoto, K., Yagita, Y., Kawamura, Y., Nagata, A., and Fujiki, Y.
  • 学会等名: 第39回日本分子生物学会
  • 発表場所: パシフィコ横浜（神奈川）
  • 年月日: 2016-11-30 – 2016-12-02
• [学会発表] ペルオキシソーム局在型Miro1バリアントによるペルオキシソームの細胞内移動制御 (2016)
  • 著者名/発表者名: 奥本寛治, 小野立晃, 下村紋子, 外山隆介, 藤木幸夫
  • 学会等名: 第89回日本生化学会大会
  • 発表場所: 東北大学（宮城）
  • 年月日: 2016-09-25 – 2016-09-27
• [学会発表] 超分子ナノマシンPeroxisome-dividing ringの形成起点同定とGTP濃度依存的伸長機構の解明 (2016)
  • 著者名/発表者名: 井元祐太, 阿部雄一, 奥本寛治, 本庄雅則, 黒岩晴子, 黒岩常祥, 藤木幸夫
  • 学会等名: 第89回日本生化学会大会
  • 発表場所: 東北大学（宮城）
  • 年月日: 2016-09-25 – 2016-09-27
• [学会発表] ペルオキシソーム分裂装置の構造と機能解析 (2016)
  • 著者名/発表者名: 井元祐太, 阿部雄一, 奥本寛治, 本庄雅則, 黒岩晴子, 黒岩常祥, 藤木幸夫
  • 学会等名: 第80回大会日本植物学会
  • 発表場所: 沖縄コンベンションセンター（沖縄）
  • 年月日: 2016-09-16 – 2016-09-19
• [学会発表] Ultrastructure and molecular mechanism of Ring-shaped Supramolecular Nanomachinery for Peroxisome Division Revealed by Single Organelle EM Analysis (2016)
  • 著者名/発表者名: Imoto, Y., Abe, Y., Yoshida, M., Honsho, M., Okumoto, K., Ohnuma, M., Kuroiwa, H., Kuroiwa, T., and Fujiki, Y.
  • 学会等名: 1st Cyanidioschyzon merolae Symposium
  • 発表場所: 東京大学（東京）
  • 年月日: 2016-07-04 – 2016-07-04
  • 国際学会
• [備考] 代謝生理学研究室
  • URL: http://www.biology.kyushu-u.ac.jp/~taisha/ikelab/