β-セクレターゼ細胞内輸送機構の解析

β-分泌酶胞内转运机制分析

• 批准号: 15016071
• 负责人: 柴田 昌宏
• 金额: $ 2.43万
• 依托单位: Osaka University
• 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: 2003
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2003 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-15016071/
• 关键词: アルツハイマー病; β-セクレターゼ; BACE

BACEはAβの産生に関与する重要なアスパラギン酸プロテアーゼ(β-secretase)であり、細胞内でのβ-secretase活性の発現部位やその局在化機構を明らかにすることはアルツハイマー病の発症機序の解明のみならず治療においても重要な意義を持つ。BACEはトランスゴルジ網(TGN)で選別され,細胞膜まで小胞輸送される。BACEの局在化には24残基からなる細胞質ドメインが必須である。これまでの研究から、BACEの細胞質ドメインにはGGA(Golgi-localizng,gamma-adaptin ear homology domain,ARF-interacting)と結合する酸性クラスターdileucineシグナルがあり、BACEがTGNとその近傍に局在することに関与し、同シグナル内のSer498のリン酸化がGGAとの結合を制御していることも示唆されてきた。今回、我々は、BACEの細胞質ドメインとGGA1のVHSドメインとの結合様式を調べた。HeLa細胞で、BACEとGGA1との共局在を調べたところ、核周囲のゴルジ領域とその近傍の点状構造物で共存することが分かった。Brefeldin Aで同細胞を処理すると、BACE陽性のチューブ状構造物がTGNから進展した。すなわち、BACEの輸送はARF依存性に調節されていることを示唆している。次に、BACEの細胞質ドメインペプチドとGGA1のVHSドメインをBIACOREで解析したところ、結合定数(Kd)が0.83μMであることが分かった。また、Ser498のリン酸化によって両者の結合力が2倍以上(Kd=0.32μM)に上昇することも分かった。さらに、両者の結合様式をX線結晶構造解析(解像度1.9Å)により調べた結果、両者の結合は、リソソーム酵素をTGNからリソソームへと選別輸送するMPRとGGAとの結合様式と類似していた。その解析から、BACE-tailのSer残基とLys残基は溶媒面に向くことが分かり、BACEの細胞質ドメインのSer残基がリン酸化されると、Lys残基やペプチド骨格が水素結合の数を増加すること、また、GGA1のVHSドメインとの静電気結合を増強することにより、両者の親和性が不可逆的に増加する可能性が示された。

BACE plays an important role in the production of Aβ, and its significance in the understanding of the mechanism of A β production, the development of β-secretase activity in cells, and the treatment of diseases. BACE is a selective cell network (TGN), and cell membranes are involved in cellular transport. BACE is located at the 24 residue level. This research indicates that the binding of BACE to GGA(Golgi-localizing,gamma-adaptin ear homology domain,ARF-interacting) in the cytoplasm of BACE to TGN is related to Ser498 in the cytoplasm of BACE. Now, we have to adjust the combination of BACE's cytoplasmic interface and GGA1's VHS interface. HeLa cells, BACE, GGA1, and the like are located in the center of the nucleus. Brefeldin A is the same cell type as the BACE positive cell type. BACE transport is regulated by ARF dependency. The BACE cytosol was analyzed by BIACORE and the binding constant (Kd) was 0.83μM. The binding capacity of the two groups was more than 2-fold (Kd=0.32μM). X-ray crystallographic analysis (resolution 1.9 mm) of the binding formula of the first and second phases of the first phase of the first phase of the second phase of the second phase of the second The resolution of BACE, the Ser residue and Lys residue of BACE tail, the Ser residue of BACE cytoplasm, the Lys residue, the VHS residue of GGA1, the electrostatic binding of GGA1, and the irreversible increase in the affinity of GGA1 are shown.

项目成果

Tomoo Shiba: "Insights into the phosphoregulation of beta-secretase sorting signal by the VHS domain of GGA1."Traffic. (In press). (2004)

Tomoo Shiba：“深入了解 GGA1 的 VHS 结构域对 β-分泌酶分选信号的磷酸调节。”交通。

Yoshiyuki Ohsawa: "Purification, cDNA cloning, and secretory properties of FLRG protein from PC12 cells and the distribution of FLRG mRNA and protein in rat tissues."Archives of Histology and Cytology. 66・4. 367-381 (2003)

Yoshiyuki Ohsawa：“PC12 细胞中 FLRG 蛋白的纯化、cDNA 克隆和分泌特性以及 FLRG mRNA 和蛋白在大鼠组织中的分布。”组织学和细胞学档案 66·4 (2003)。

G Zhang: "Regulation of FLRG expression in rat primary astroglial cells and injured brain tissue by transforming growth factor-beta 1 (TGF-beta 1)."Journal of Neuroscience Research. 72・1. 33-45 (2003)

G 张：“通过转化生长因子-β 1 (TGF-β 1) 调节大鼠原代星形胶质细胞和损伤脑组织中的 FLRG 表达。”神经科学研究杂志 72・1 (2003)。

Satoshi Kametaka: "Identification of phospholipid scramblase 1 as a novel interacting molecule with beta-secretase (BACE)."The Journal of Biological Chemistry. 278・17. 15239-15245 (2003)

Satoshi Kametaka：“磷脂扰乱酶 1 与 β-分泌酶 (BACE) 的新型相互作用分子的鉴定”。《生物化学杂志》278・17 (2003)。

Masato Koike: "Involvement of two different cell death pathways in retinal atrophy of cathepsin D-deficient mice."Molecular and Cellular Neuroscience. 22・2. 146-161 (2003)

Masato Koike：“组织蛋白酶 D 缺陷型小鼠视网膜萎缩中两种不同的细胞死亡途径的参与”，《分子与细胞神经科学》22·2（2003）。