ミスフォールド蛋白質の小胞体関連分解と核内凝集体形成機構の解析

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13680695
• Research Institution: Osaka City University
• Principal Investigator: 徳永 文稔 大阪市立大学, 大学院・医学研究科, 助教授 (00212069)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 小出 武比古 姫路工業大学, 大学院・理学研究科, 教授 (60018695)
• Keywords: 小胞体関連分解 / プロテアソーム / N型糖鎖 / ユビキチンリガーゼ

Research Abstract

新生蛋白質が正しい折れたたみを受けることは、蛋白質の正常な機能発現のために必須である。折れたたみ異常(ミスフォールド)蛋白質が分泌されると生体にとって有害になるので、これらは分泌前に識別され、小胞体内腔からサイトゾルへ逆行輸送したのちにプロテアソーム分解される。この細胞機構は小胞体関連分解(endoplasmic reticulum-associated degradation、ERAD)と呼ばれる。我々は、各種ミスフォールド蛋白質のERAD機構を解析し、小胞体マンノシダーゼIによるN型糖鎖のプロセシングがERADに重要であることを明らかにしている。本研究で我々は、東京都臨床研の吉田らによって発見された糖蛋白質に会合する新規ユビキチンリガーゼSCF^<Fbx2>(Skp1-Cull-Fbx)複合体のERADにおける役割を解析した。その結果、Skp1との結合部位であるF-box領域を欠く変異体(Fbx2ΔF))は、優性ネガティブ変異体として働き、典型的なERAD基質蛋白質であるのう胞性繊維症のCFTRΔ508Phe欠失変異体やT細胞受容体α鎖のERADを抑制することを見いだした。さらに、CFTRΔ508Phe欠失変異体はプロテアソーム活性抑制時にアグリソームと呼ばれる核近傍セントロソーム部位に凝集体を形成することが知られているが、正常型Fbx2を共発現するとCFTRΔ508Pheのアグリソーム形成率が減少することが分かった。一方、Fbx2の欠失変異体はアグリソーム形成の抑制効果はなかった。これらの結果から、Fbx2は小胞体型のN型糖鎖をもつ蛋白質がサイトゾルに暴露された際にこれらの蛋白質を折れたたみ異常と認識し、ユビキチン・プロテアソーム分解に導くユビキチンリガーゼであることが示された。

Research Products

• [Publications] Koji Yamanaka: "Identification of the ubiquitin-protein ligase that recognizes oxidized IRP2"Nature Cell Biology. April issue (in press). (2003)
• [Publications] Fuminori Tokunaga: "N-Linked oligosaccharide processing, but not association with calnexin/calreticulin is highly correlated with endoplasmic reticulum-associated degradation of antithrombin Glu313-deleted mutant"Archives of Biochemistry and Biophysics. 411. 235-243 (2003)
• [Publications] 徳永文稔: "小胞体関連分解と品質管理型ユビキチンリガーゼ"実験医学. 21・3. 365-371 (2003)
• [Publications] Yukiko Yoshida: "E3 ubiquitin ligase that recognizes sugar chains"Nature. 418. 438-422 (2002)
• [Publications] Tsukasa Osaki: "Proline-rich cell surface antigens of horseshoe crab hemocytes are substrates for protein cross-linking with a clotting protein coagulin"Journal of Biological Chemistry. 277. 40084-40090 (2002)
• [Publications] 徳永文稔: "廣川タンパク質化学 第7巻 制御タンパク質 インヒビター"廣川書店. 199 (2002)