公募研究班員
  1. HOME
  2. 公募研究班員
  3. A02
  4. 深田正紀
A02　 選別輸送ゾーンの解析

S-アシル化修飾ゾーンとシナプス機能

深田正紀
自然科学研究機構　生理学研究所

研究概要

S-アシル化脂質修飾は、酵母から動・植物まで保存された普遍的な翻訳後修飾で、タンパク質の輸送や機能を制御する。S-アシル化反応は他の脂質修飾とは異なり可逆反応であり、アシル化、脱アシル化両反応のバランスが外界刺激により制御されている。多種多様なS-アシル化タンパク質は、様々なオルガネラ膜や細胞膜に特異性をもって局在化するが、興味深いことに、私共が単離したS-アシル化関連酵素群（アシル化酵素23種と脱アシル化酵素5種）も、小胞体やゴルジ体のみならず、エンドソームや細胞膜といった多様な細胞内局在を示す。私共は“タンパク質合成直後の小胞体やゴルジ体における選別輸送に加えて、細胞膜のような最終到達地においても、S-アシル化酵素と脱S-アシル化酵素が協調して「S-アシル化修飾ゾーン」を形成し、タンパク質の動的な局在制御を担っている”という仮説を検証する。本研究では、神経細胞の高度に専門化した細胞膜領域であるシナプス膜をモデルとして、その形成と機能発現における「S-アシル化修飾ゾーン」の役割に着目する。具体的には、①S-アシル化修飾ゾーンの生理機能の解明、②S-アシル化修飾ゾーンの制御機構の解明により、S-アシル化ゾーンの実体とその調節機構を明らかにして、シナプス機能における役割を解明する。

代表的な原著論文

  1. Tortosa, E., Adolfs, Y., Fukata, M., Pasterkamp, R.J., Kapitein, L.C., and Hoogenraad, C.C. (2017) Dynamic Palmitoylation Targets MAP6 to the Axon to Promote Microtubule Stabilization during Neuronal Polarization. Neuron 94, 809-825
  2. Yokoi, N.*, Fukata, Y.*, Sekiya, A., Murakami, T., Kobayashi, K., and Fukata, M. (2016) Identification of PSD-95 Depalmitoylating Enzymes. J. Neurosci. 36, 6431-6444
  3. Fukata, Y., Dimitrov, A., Boncompain, G., Vielemeyer, O., Perez, F., and Fukata, M. (2013) Local palmitoylation cycles define activity-regulated postsynaptic subdomains. J. Cell Biol. 202, 145-161
  4. Noritake, J, Fukata, Y., Iwanaga, T., Hosomi, N., Tsutsumi, R., Matsuda, N., Tani, H., Iwanari, H., Mochizuki, Y., Kodama, T., Matsuura, Y., Bredt, D.S., Hamakubo, T., and Fukata, M. (2009) Mobile DHHC palmitoylating enzyme mediates activity-sensitive synaptic targeting of PSD-95. J. Cell Biol. 186,147-160
  5. Fukata, M., Fukata, Y., Adesnik, H., Nicoll, R.A., and Bredt, D.S. (2004) Identification of PSD-95 Palmitoylating Enzymes. Neuron 44, 987-996

総説

  1. 平田哲也, 深田優子, 深田正紀（2018）パルミトイル化修飾酵素を軸とした神経機能研究. 生化学 90, 125-137
  2. Fukata, Y., Murakami, T., Yokoi, N., and Fukata, M. (2016) Local Palmitoylation Cycles and Specialized Membrane Domain Organization. Curr. Top. Membr. 77, 97-141
  3. Fukata, Y. and Fukata, M. (2010) Protein palmitoylation in neuronal development and synaptic plasticity. Nat. Rev. Neurosci. 11, 161-175
  4. Iwanaga, T., Tsutsumi, R., Noritake, J., Fukata, Y., and Fukata, M. (2009) Dynamic protein palmitoylation in cellular signaling. Prog. Lipid Res. 48, 117-127
  5. Fukata, Y., Iwanaga, T., and Fukata, M. (2006) Systematic screening for palmitoyl transferase activity of the DHHC protein family in mammalian cells. Methods 40, 177-182