浸透圧依存的オルニチン脱炭酸酵素分解の分子機構

渗透压依赖性鸟氨酸脱羧酶降解的分子机制

• 批准号: 07670154
• 负责人: 村上 安子
• 金额: $ 0.96万
• 依托单位: Jikei University School of Medicine
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
• 财政年份: 1995
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1995 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-07670154/
• 关键词: オルニチン脱炭酸酵素; 蛋白分解; 26Sプロテアソーム; アンチザイム; ポリアミン; 浸透圧; ラクタシスチン

ポリアミン合成の律速酵素オルニチン脱炭酸酵素(ODC)の半減期は細胞内環境によって大きく変動する。ポリアミンの細胞内濃度が上昇するとODCの阻害蛋白質"アンチザイム"が誘導され、ODCはODC・アンチザイム複合体となり、26Sプロテアソームに認識されエネルギー依存的に分解される。また、ODCは低浸透圧下で細胞が膨潤すると安定化し、常圧あるいは高圧に戻すと迅速に分解される。細胞の膨潤下では、自食作用胞による蛋白分解が抑制されるので、このODC分解はリソソーム酵素による可能性もあり、従って、ODC分解の多様性も示唆される。そこで、本研究では浸透圧依存的ODC分解の分子機構を解析した。1.プロテアソームの特異的阻害剤ラクタシスチンは、HTC細胞におけるアンチザイム依存的ODC分解をほぼ完全に阻害するこが確認された。2.HTC細胞において、高浸透圧ショック(低浸透圧→高浸透圧変換)により惹起される迅速なODC分解もラクタシスチンによってほぼ完全に抑制された。ロイペプチンやE64では影響されなかった。3.高浸透圧ショック(低浸透圧→常圧、高圧変換)によるODC分解の促進は蛋白合成阻害剤によって部分的に抑制され、半減期の短い蛋白質の関与が示唆された。5.高浸透圧ショックは細胞質内のアンチザイム/ODC比を上昇させた。この上昇は蛋白合成阻害剤によって部分的に抑制された。以上の結果から、浸透圧依存的ODC分解の機構として、「高浸透圧ショックによってポリアミンの細胞内濃度が上昇してアンチザイムが誘導されると同時に不溶性分画からアンチザイムがリクルートされ、ODCがアンチザイム複合体となり26Sプロテアソームに認識されて分解される」と推定された。一見全く異なる細胞環境下に起こる迅速なODC分解が本質的には共通の機構によることが明らかになった。

Youdaoplaceholder0 ポリア <s:1> synthesis of circadian rhythm enzymes, <s:1> ニチ ニチ ニチ, <s:1> decarbonase (ODC), <s:1> half-attenuated period, <s:1> large <s:1> く く changes in the intracellular environment する. ポ リ ア ミ ン の intracellular concentration rising が す る と ODC の resistance against protein "ア ン チ ザ イ ム" が induced さ れ, ODC は ODC, ア ン チ ザ イ ム complex と な り, 26 s プ ロ テ ア ソ ー ム に know さ れ エ ネ ル ギ ー dependent に decomposition さ れ る. Youdaoplaceholder0, under ODC <s:1> low osmotic pressure, で cells が swell すると and stabilize <s:1>, under normal pressure ある また <s:1> and under high pressure に戻すと rapidly に decompose される. Cell の swelling under で は, its role in cell に よ る が inhibiting protein decomposition さ れ る の で, こ の ODC decomposition は リ ソ ソ ー ム enzyme に よ る possibility も あ り, 従 っ て, ODC decomposition の multiple others も in stopping さ れ る. Youdaoplaceholder0 で で, in this study, で permeated and compression-dependent ODC decomposition <s:1> molecular structure を analysis た. 1. プ ロ テ ア ソ ー ム の specific resistance against tonic ラ ク タ シ ス チ ン は, HTC cell に お け る ア ン チ ザ イ ム dependent ODC decomposition を ほ ぼ completely に resistance against す る こ が confirm さ れ た. 2. HTC cell に お い て, high penetration 圧 シ ョ ッ ク (high and low saturated 圧 soak 圧 variations in) に よ り provoked さ れ る quickly な ODC decomposition も ラ ク タ シ ス チ ン に よ っ て ほ ぼ に completely inhibit さ れ た. Youdaoplaceholder0 ペプチ ペプチ や やE64で で affects されな った った. 3. High saturate 圧 シ ョ ッ ク (low penetration 圧 - often 圧, high 圧 variations in) に よ る ODC decomposition の promote は protein synthesis resistance against tonic に よ っ て part に inhibiting さ れ, half life short の い protein の masato and が in stopping さ れ た. 5. The ratio of <s:1> ア チザ チザ チザ ム ム/ODC in the cytoplasm of the highly permeable pressure ショッ increases を させた. <s:1> によって increases the に inhibition された of the によって part of the <s:1> protein synthesis inhibitor. Results above の か ら, soak 圧 dependent ODC decomposition の institutions と し て, "high saturate 圧 シ ョ ッ ク に よ っ て ポ リ ア ミ ン の intracellular concentration rising が し て ア ン チ ザ イ ム が induced さ れ る と に insoluble points at the same time draw か ら ア ン チ ザ イ ム が リ ク ル ー ト さ れ, ODC が ア ン チ ザ イ ム complex と な り 26 s プ ロ テ ア ソ ー ム に Recognize されて decomposition される と presumption された. See the whole く different な る cell environment に こ る quickly な ODC decomposition が essential に は の common institutions に よ る こ と が Ming ら か に な っ た.

项目成果

Murakami Y: "Proteasome pathway is operating for the degradation of ornithine decarboxylase in intact cells." Biochemical J.(in press). (1996)

Murakami Y：“蛋白酶体途径用于降解完整细胞中的鸟氨酸脱羧酶。”

Murakami Y: "Cloning of antizyme inhibitor, a highly homologous protein to ornithine decarboxylase." Journal Biological Chemistry. 271. 3340-3342 (1996)

Murakami Y：“抗酶抑制剂的克隆，一种与鸟氨酸脱羧酶高度同源的蛋白质。”

Hayashi S.: "Ornithine decarboxylase antizyme: a novel type of regulatory protein." Trendes in Biochemical Sciences. 21. 27-30 (1996)

Hayashi S.：“鸟氨酸脱羧酶抗酶：一种新型调节蛋白。”

Koguchi K: "Control of ornithine decarboxylase activity by polyamines and absence of antizyme in Tetrahymena." Comparative Biochemistry and Physiology. (in press.). (1996)

Koguchi K：“四膜虫中多胺控制鸟氨酸脱羧酶活性和缺乏抗酶。”