本研究では、ダイズ種子貯蔵タンパク質の立体構造形成メカニズムの解明を目的とし、小胞体におけるタンパク質の酸化的フォールディングを担う酵素、ダイズPDIファミリータンパク質の機能解明を行う。さらに、PDIを活性化する酸化酵素GmERO1についても研究を行い、ダイズの小胞体におけるタンパク質の酸化的フォールディングについて網羅的な解析を進める。本年度は以下に記す二つの研究成果を上げた。
(1)ダイズPDIファミリーとGmERO1の量的バランスによる酸化的フォールディングの制御
生体内におけるダイズPDIファミリーおよびGmERO1の存在量を半定量ウエスタンブロット分析により調べるとともに、複数のダイズPDIファミリーとGmERO1を組み合わせた活性測定を行った。その結果、生体内ではGmERO1や酸化が得意なダイズPDIファミリーの濃度は低く抑えられており、小胞体内でのタンパク質の酸化的フォールディングに適した比率となっていることが示唆された。これによりダイズPDIファミリーとGmERO1は機能と役割によって存在濃度が異なり、その量的バランスが小胞体におけるタンパク質の酸化的フォールディングを調節、制御しているという新たな概念を提唱するに至った。
(2) GmPDIL6およびGmPDIMのNADPH依存的なグルタチオン還元活性
GmPDIMおよび機能未知であった自身が同定したGmPDIL6について、NADPH依存的なグルタチオン還元活性があることを見出した。小胞体におけるグルタチオンホメオスタシスに寄与する新たなグルタチオン還元経路の存在を示唆する重要な発見である。タンパク質の酸化的フォールディングを担うPDIファミリーが、同時に小胞体のレドックス環境を調節している可能性が示唆され、小胞体内におけるタンパク質フォールディングとレドックス環境の制御との密接な関係を示すこととなった。