TypeI膜蛋白質のゴルジ装置局在化シグナルに関する研究

furinはRR/KXRのアミノ酸配列に対して基質特異性を持つセリンプロテアーゼで、ゴルジ装置トランス領域に局在しているTypeI膜蛋白質である。furinのゴルジ装置局在化シグナルとしては細胞質ドメインにあるDDEDの(-)電荷を持つアミノ酸配列が働いており、TypeIゴルジ装置局在膜蛋白質として局在化シグナルが報告されているTGN38/41及び酵母のKex2 endoproteaseのチロシンを含むモチーフとは異なっていた。さらにfurinの細胞質ドメインに存在するチロシン残基をアラニンへの置換してもfurinのゴルジ装置局在は全く変化しなかった。私はこれらTypeI蛋白質のゴルジ装置トランス領域局在化シグナルの差がなにに起因するかを明らかにすることを目的としfurin、kex2 endoprotease及びoTGN38/41のcDNAに種々の変異を導入し、COS-1細胞、BHK細胞に発現、蛍光抗体法及び免疫電顕による観察をおこない以下の結果を得た。1.ヒト胎盤型alkaline phosphatase とTGN38/41の膜貫通及び細胞質ドメインのキメラcDNAを作成しそのまま、または細胞質ドメインのチロシン残基のアラニンへ置換を行い、COS-1細胞で発言すると変異を導入しないTGN38/41はゴルジ装置トランス局在を示した。一方変異TGN38/41は細胞表面に発現しゴルジ装置局在は示さなかった。2.TGN38/41と同様のキメラcDNAをKex2 endoproteaseの膜貫通及び細胞質ドメインを用いて作成、動物細胞に発現すると一部のkex2 endoproteaseキメラ蛋白質はゴルジ装置局在を示さなかった。また酵母で報告されている同蛋白質のゴルジ装置局在化シグナルのチロシン残基をアラニンへ置換しても局在の変化は観察されなかった。3.前述のTGN38/41キメラcDNAとfurinのcDNAをCOS-1細胞にco-transfectし免疫電顕により両分子のゴルジ装置内分布を観察すると、TGN38/41はfurinと比較してよりトランスゴルジネットワークよりに分布していた。以上の結果はTypeI蛋白質のゴルジ装置局在化シグナルが酵母と哺乳動物細胞で異なり,さらにゴルジ装置内でのTypeI蛋白質の微妙な分布の差によりゴルジ装置局在化シグナルが異なることを示唆する。

furinはRR/KXRのアミノ酸配列に対して基質特異性を持つセリンプロテアーゼで、ゴルジ装置トランス領域に局在しているTypeI膜蛋白質である。furinのゴルジ装置局在化シグナルとしては細胞質ドメインにあるDDEDの(-)電荷を持つアミノ酸配列が働いており、TypeIゴルジ装置局在膜蛋白質として局在化シグナルが報告されているTGN38/41及び酵母のKex2 endoproteaseのチロシンを含むモチーフとは異なっていた。さらにfurinの細胞質ドメインに存在するチロシン残基をアラニンへの置換してもfurinのゴルジ装置局在は全く変化しなかった。私はこれらTypeI蛋白質のゴルジ装置トランス領域局在化シグナルの差がなにに起因するかを明らかにすることを目的としfurin、kex2 endoprotease及びoTGN38/41のcDNAに種々の変異を導入し、COS-1細胞、BHK細胞に発現、蛍光抗体法及び免疫電顕による観察をおこない以下の結果を得た。1.ヒト胎盤型alkaline phosphatase とTGN38/41の膜貫通及び細胞質ドメインのキメラcDNAを作成しそのまま、または細胞質ドメインのチロシン残基のアラニンへ置換を行い、COS-1細胞で発言すると変異を導入しないTGN38/41はゴルジ装置トランス局在を示した。一方変異TGN38/41は細胞表面に発現しゴルジ装置局在は示さなかった。2.TGN38/41と同様のキメラcDNAをKex2 endoproteaseの膜貫通及び細胞質ドメインを用いて作成、動物細胞に発現すると一部のkex2 endoproteaseキメラ蛋白質はゴルジ装置局在を示さなかった。また酵母で報告されている同蛋白質のゴルジ装置局在化シグナルのチロシン残基をアラニンへ置換しても局在の変化は観察されなかった。3.前述のTGN38/41キメラcDNAとfurinのcDNAをCOS-1細胞にco-transfectし免疫電顕により両分子のゴルジ装置内分布を観察すると、TGN38/41はfurinと比較してよりトランスゴルジネットワークよりに分布していた。以上の結果はTypeI蛋白質のゴルジ装置局在化シグナルが酵母と哺乳動物細胞で異なり,さらにゴルジ装置内でのTypeI蛋白質の微妙な分布の差によりゴルジ装置局在化シグナルが異なることを示唆する。