ユビキチンシステムによる細胞周期制御

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マウス培養細胞系でのユビキチン活性化酵素(E1)の変異株を多数分離し、その遺伝学的解析と、同時に分離したE1cDNAを用い、ユビキチン化と細胞周期の調節の関わりを解析してきた。その結果、ユビキチン活性化酵素E1の遺伝的欠損がG2期進行阻害を引き起こし、染色体凝縮を抑制していると言う従来の観察に加え、DNA合成期の開始と進行においても著しくその機能が阻害されること、G1/S期の進行にもユビキチン系が関与することがわかった。これらに関わることとして、(1)DNA合成期に特異的にE1との反応性の上昇するE2分子種を同定し、その遺伝子の分離を行うための蛋白精製を行いほぼ成功した。(2)活性化酵素E1の特定部位がCDKキナーゼによりリン酸化されていることを示した(投稿準備中)。マウスE1酵素のSer4残基は細胞内でCDC2キナーゼによりリン酸化され、この部位の変異はG2期進行阻害を引き起こすように見える。これは、従来観察されていたCDC2の変異によるG2ブロックとユビキチン系(E1)の変異によるG2ブロックが独立乃至並列の事象ではないこと、細胞周期に依存したE1のリン酸化が、G2期進行に特異的なE2の認識とそれによる特定のユビキチン経路を起動してその進行の制御に関わっている可能性を強く示唆する。他方、Ser835残基は少なくともin vitroでCDC2キナーゼによりリン酸化され、この部位の変異はG1/S期進行阻害を引き起こすと思われることから、細胞内ではCDK2によるリン酸化を受けているのではないかと想像される。これらのことは、細胞周期制御におけるCDK系とユビキチン系の連動を強く示唆している。