タンパク質のフォールディングに関する細胞の暗号を解読し、多くの疾患に対する新たな治療法を切り開く(UMass Amherst Researchers Crack the Cellular Code on Protein Folding, Opening New Therapeutic Avenues for Many Diseases)

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2023-12-04 マサチューセッツ大学アマースト校

◆マサチューセッツ大学アムハースト校の研究チームは、グリコプロテオミクスなどの最新技術を用いて、セルピンと呼ばれるタンパク質ファミリーが正しく折りたたまれる際の炭水化物ベースのコードを解明しました。
◆この研究により、セルプロデュースのエラーによって引き起こされる疾患の治療法が模索される可能性があります。特に、ERゲートキーパー酵素UGGTとN-グリカンと呼ばれる糖が、タンパク質折りたたみの品質管理に関与しており、UGGTが糖を使ってタンパク質を品質管理する仕組みが初めて視覚化されました。この発見は、誤って折りたたまれたタンパク質に起因する疾患の理解と治療の新しい可能性を開くものです。

<関連情報>

小胞体シャペロンがタンパク質のフォールディングと品質管理のためのグリココードを使用 ER chaperones use a protein folding and quality control glyco-code

Kevin P. Guay, Haiping Ke, Nathan P. Canniff , Gracie T. George, Stephen J. Eyles, Malaiyalam Mariappan, Joseph N. Contessa, Anne Gershenson, Lila M. Gierasch, Daniel N. Hebert
Molecular Cell  Published: December 4, 2023
DOI:https://doi.org/10.1016/j.molcel.2023.11.006

Summary

N-glycans act as quality control tags by recruiting lectin chaperones to assist protein maturation in the endoplasmic reticulum. The location and composition of N-glycans (glyco-code) are key to the chaperone-selection process. Serpins, a class of serine protease inhibitors, fold non-sequentially to achieve metastable active states. Here, the role of the glyco-code in assuring successful maturation and quality control of two human serpins, alpha-1 antitrypsin (AAT) and antithrombin III (ATIII), is described. We find that AAT, which has glycans near its N terminus, is assisted by early lectin chaperone binding. In contrast, ATIII, which has more C-terminal glycans, is initially helped by BiP and then later by lectin chaperones mediated by UGGT reglucosylation. UGGT action is increased for misfolding-prone disease variants, and these clients are preferentially glucosylated on their most C-terminal glycan. Our study illustrates how serpins utilize N-glycan presence, position, and composition to direct their proper folding, quality control, and trafficking.

Graphical abstract

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