Analysis of newly molecular pathogenesis of Parkinson's disease focusing on insolubilization of causal proteins

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本研究はパーキンソン病原因遺伝子産物Parkinが誘導する細胞死の実態を明らかにすることを目的としている。パーキンソン病患者脳ではミトコンドリア呼吸鎖複合体の障害が観察されている。そこで、本研究では、ミトコンドリア呼吸鎖複合体Iの阻害剤であるRotenoneを処理し実験を行った。Parkin分解酵素であるMITOLを欠損させた細胞にミトコンドリア呼吸鎖複合体Iの阻害剤であるRotenoneを処理すると、野生型細胞と比較し、顕著に細胞死が誘導されることが明らかとなった。また、Rotenone処理時にParkinは高度にニトロシル化を受け凝集し、MITOLはニトロシル化を受けた不溶性のParkinを選択的にユビキチン化し分解することを明らかとした。以前、MITOLは脱共役剤であるCCCP処理により、K48型のユビキチン鎖をParkinに付加し分解することを報告したが、Rotenone処理の際にはK63型のユビキチン鎖をParkinに付加し、分解していることを明らかにした。これらのユビキチン化付加選別機構をより詳細に解析するため、MITOL結合候補因子の一つOTUD4に着目し解析を行った。OTUD4は脱ユビキチン酵素であり、K48型、K63型ユビキチン鎖を選択的に切断することができる。解析の結果、CCCP処理の際、OTUD4はリン酸化されK63ユビキチン鎖を切断し、Rotenone処理の際にはリン酸化されず、K48型ユビキチン鎖を切断していることが明らかとなった。これらのことから、特にニトロシル化を受けたParkinの毒性が高いこと、さらにその抑制系としてMITOLがニトロシル化ParkinにK63型のユビキチン鎖を付加し分解誘導していることが示唆された。