タンパク質分解制御による酸化ストレス応答機構の解明

通过蛋白质降解控制阐明氧化应激反应机制

• 批准号: 19044006
• 负责人: 小林 聡
• 金额: $ 4.1万
• 依托单位: Doshisha University (2008)Tohoku University (2007)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 2007
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2007 至 2008
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19044006/
• 关键词: 酸化ストレス; センサー; タンパク質構造; ユビキチン; シグナル伝達; ストレス; 蛋白質; タンパク質分解

Keap1-Nrf2システムは, 生体の酸化ストレス・親電子性物質応答に関わる遺伝子発現制御システムである。Keap1は, 酸化ストレスに対するセンサーであり, 一方Nrf2は酸化ストレス防御遺伝子の発現を活性化する転写因子として機能する。最近申請者は, 酸化ストレスセンサーであるKeap1が, Cul3型ユビキチンライゲースのアダプターとしての機能も持ち, 転写因子Nrf2をプロテアソーム依存的にすみやかに分解していることを, 世界に先駆けて明らかにした。さらに, 酸化ストレスによるNrf2の活性化の実態は, Keap1-Cul3ユビキチンライゲースによる分解抑制からの脱抑制であることを示していた。本研究では, この酸化ストレスによるKeap1依存的ユビキチン化反応の阻害機構とさらに他のシグナル系とのクロストークについて解析を行った。まずKeap1とM2の相互作用は, Nrf2のNeh2ドメイン内にあるDLGモチーフとETGEモチーフがそれぞれKeap1のDGRドメインと相互作用することを示した。DLG-DGR間の結合親和性はETGE-DGR間よりも低く, この結合が解離してもNrf2のユビキチン化が阻害され, 安定化することを見出した。したがって, 酸化ストレスによるNrf2の活性化機構の実態は, Keap1のシステイン残基の酸化修飾によりKeap1二量体の構造変換をもたらし, DLG-DGR間の結合が解離することにあるという申請者の仮説を支持した。さらにこのDLG-DGR間の結合を阻害する因子としてオートファジーに関わるp62を同定した。p62は, Keap1のDGRドメインに結合することで, Nrf2とKeap1の相互作用を競合的に阻害した。すなわち, 細胞内のバルクなタンパク質分解機構であるオートファジーとKeap1-Nrf2システムのクロストークの存在を明らかにした。

Keap1 - Nrf2 シ ス テ ム は, living body の acidification ス ト レ ス, electrophilic sexual material 応 answer に masato わ る posthumous son 伝 発 now suppression シ ス テ ム で あ る. Keap1 は, acidification ス ト レ ス に す seaborne る セ ン サ ー で あ り, one party Nrf2 は acidification ス ト レ ス defense heritage 伝 son の 発 now を activeness す る planning write factor と し て function す る. Applicants は recently, acidification ス ト レ ス セ ン サ ー で あ る Keap1 が, type Cul3 ユ ビ キ チ ン ラ イ ゲ ー ス の ア ダ プ タ ー と し て の function も ち to have, planning to write factor Nrf2 を プ ロ テ ア ソ ー ム dependent に す み や か に decomposition し て い る こ と を, first world に 駆 け て Ming ら か に し た. さ ら に, acidification ス ト レ ス に よ る Nrf2 の activeness の be は, Keap1 - Cul3 ユ ビ キ チ ン ラ イ ゲ ー ス に よ る decomposition inhibition か ら の derepression で あ る こ と を shown し て い た. This study で は, こ の acidification ス ト レ ス に よ る Keap1 dependent ユ ビ キ チ ン turn against 応 の resistance against institutions と さ ら に he の シ グ ナ ル department と の ク ロ ス ト ー ク に つ い analytical line を っ て た. ま ず Keap1 と M2 の は interaction, Nrf2 の Neh2 ド メ イ ン within に あ る DLG モ チ ー フ と ETGE モ チ ー フ が そ れ ぞ れ Keap1 の DGR ド メ イ ン と interaction す る こ と を shown し た. DLG - DGR の combined with affinity between は ETGE - between DGR よ り も low く こ の combining が dissociation し て も Nrf2 の ユ ビ キ チ ン change が resistance against さ れ, stabilization す る こ と を shows し た. し た が っ て, acidification ス ト レ ス に よ る Nrf2 の activeness institutions の be は, Keap1 の シ ス テ イ ン residues の acidification modified に よ り Keap1 2 quantity body の structural variations in を も た ら し, DLG - の combining が dissociation between DGR す る こ と に あ る と い う applicants の 仮 says を support し た. - DGR さ ら に こ の DLG の combination between を resistance against す る factor と し て オ ー ト フ ァ ジ ー に masato わ る p62 を be し た. P62 は, Keap1 の DGR ド メ イ ン に combining す る こ と で, Nrf2 と Keap1 の interaction を competition に resistance against し た. す な わ ち, intracellular の バ ル ク な タ ン パ ク qualitative decomposition institutions で あ る オ ー ト フ ァ ジ ー と Keap1 - Nrf2 シ ス テ ム の ク ロ ス ト ー ク の is を Ming ら か に し た.

项目成果

Nrf1 and Nrf2 Play Distinct Roles in Activation of Antioxidant Response Element-dependent Genes

• DOI: 10.1074/jbc.m804597200
• 发表时间: 2008-11-28
• 期刊: JOURNAL OF BIOLOGICAL CHEMISTRY
• 影响因子: 4.8
• 作者: Ohtsuji, Makiko;Katsuoka, Fumiki;Yamamoto, Masayuki
• 通讯作者: Yamamoto, Masayuki

Structural insights into the similar modes of Nrf2 transcription factor recognition by the cytoplasmic repressor Keap 1

细胞质阻遏物 Keap 1 识别 Nrf2 转录因子相似模式的结构见解

• 发表时间: 2008
• 期刊: J Synchrotron Radiat 15(Pt3)
• 作者: Padmanabhan B;Tong KI;Kobay ashi A;Yamamoto M;and Yokoyama S
• 通讯作者: and Yokoyama S

Oxidative stress sensor Keap1 functions as an adaptor for Cul3-based Ub E3 ligase to regulate proteasomal degradation of Nrf2

氧化应激传感器 Keap1 作为基于 Cul3 的 Ub E3 连接酶的适配器来调节 Nrf2 的蛋白酶体降解

• 发表时间: 2007
• 作者: Tong Kl;et. al.;小林聡;小林 聡
• 通讯作者: 小林 聡

Homeostatic levels of p62 control cytoplasmic inclusion body formation in autophagy-deficient mice

• DOI: 10.1016/j.cell.2007.10.035
• 发表时间: 2007-12-14
• 期刊: CELL
• 影响因子: 64.5
• 作者: Komatsu, Masaaki;Waguri, Satoshi;Tanaka, Keiji
• 通讯作者: Tanaka, Keiji

Protein S-guanylation by the biological signal 8-nitroguanosine 3′,5′-cyclic monophosphate

• DOI: 10.1038/nchembio.2007.33
• 发表时间: 2007-11-01
• 期刊: NATURE CHEMICAL BIOLOGY
• 影响因子: 14.8
• 作者: Sawa, Tomohiro;Zaki, Mohammad Hasan;Akaike, Takaaki
• 通讯作者: Akaike, Takaaki