サイクリン依存性キナーゼ阻害分子の分解機構の解明

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p27などCDKインヒビターと呼ばれる分子群は、CDK/Cyclin複合体に結合し酵素活性を阻害することから細胞周期調節に直接関わる重要な因子と考えられる。p27の蛋白量は蛋白分解に規定されていることが既に報告されていたがその分子機構はは不明であった。そこでその分解のメカニズムの解明を試み以下の点が明らかとなった。1. 培養細胞(NIH3T3)を用い接触阻害によって細胞周期を同調させ、細胞周期によるp27の変動を観察した。p27は細胞周期依存性にG1-S移行期にもっとも強くユビキチン化された。2. ユビキチン付加部位を特定するためp27の変異体を作製しユビキチン化を調べたところ,アミノ酸残基134番、153番、165番目のリジンをアルギニンに置換したところユビキチン化が抑制された。3. p27をウェスタンブロットで観察すると、p27のユビキチン化と同時に22kDaの蛋白も同時に認識された。これはp27がユビキチン化以外にプロセシングを受けていることを示唆する。この反応はATP依存的であり、lactacystin、chymostatin、PMSFで抑制されたが、antipain、pepstatin、leupeptin、E64では影響を受けない。このプロセシング反応はプロテアゾームに関与しているchymotrypsin様プロテアーゼによるものと考えられた。4. プロセシングされた22kDa蛋白(p27Δ22k)は、p27のN末端より35〜40アミノ酸が切断されたものであると予想され,この蛋白はCDK阻害活性が野生型に比べ1/100に低下していた。5. p27Δ22kのプロセシング反応はS期に強くみられた。今回の研究の結果,p27の分解にはユビキチン化だけでなく他のプロセシング機構も関与していることが示された。ユビキチン化やプロセシングに直接関与している酵素群の同定が今後の課題である。