小胞体特異的システインプロテアーゼの役割

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膜タンパク質および分泌タンパク質の生合成の場である小胞体には、新生ポリペプチド鎖の高次構造形成および品質管理を司る機能性タンパク質が多数存在する。これらの一つであるER‐60プロテアーゼは小胞体内腔に極在する水溶性の新規システインプロテアーゼである。本研究では、ER‐60プロテアーゼに含まれる特徴的なモチーフ(CGHC)の役割を明らかにするために、部位特異的変異遺伝子を作製し、発現タンパク質の性質を解析した。システインプロテアーゼであるER‐60プロテアーゼNIHA2組のCGHCモチーフが存在する。そこで、CGHCモチーフに種々の部位特異的変異を導入したヒトE‐R‐60プロテアーゼ遺伝子を作製し、大腸菌で発現させ、精製タンパク質の活性を測定した。両方のCGHCモチーフをAGHCに変えた変異タンパク質(C57A/C406A)および両方のCGHCモチーフをAGHSに変えた変異タンパク質(C60S/C409S)を作製した。。C57A/C406Aには野性型酵素と同様の活性があり、両モチーフの1番目ノウギョウシステインは活性には無関係であることが明らかとなった。一方、C60S/C409Sにも活性が検出されたが阻害剤に対する感受性が変化していた。すなわち、野性型酵素およびC57A/C406Aはチオール阻害剤であるpCMBで阻害され、セリンプロテアーゼの特異的阻害剤であるD・FPでは阻害されないのに対し、C60S/C409SはpCMBでは阻害されずDEPで阻害された。従って、CGHCモチーフの後側のシステイン残基が活性基システインであり、このシステイン残基がセリン残基に置換されたことによりシステインプロテアーゼからセリンプロテアーゼへ変換されたものと考えられる。