エンドソーム・リソソーム系蛋白分解機構におけるカテプシンEの役割

组织蛋白酶E在内体-溶酶体蛋白降解机制中的作用

• 批准号: 11144229
• 负责人: 山本 健二
• 金额: $ 1.73万
• 依托单位: Kyushu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
• 财政年份: 1999
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1999 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-11144229/
• 关键词: カテプシンE; カテプシンD; 細胞内アスパラギン酸プロテアーゼ; 生合成; 細胞内輸送; プロセシング; ノックアウト; マクロファージ

カテプシンEはカテプシンDとともに動物細胞における主要な細胞内アスパラギン酸プロテアーゼである。カテプシンDが典型的なリソソーム酵素として組織・細胞に広く分布しているのに対し、カテプシンEは非リソソーム性酵素として限定的な分布をし、組織・細胞によって細胞膜型または細胞質型、あるいはその両方の存在様式をとる。筆者らはこれまでの実験から、カテプシンEが粗面小胞体上のリボソームで合成された後、古典的分泌経路でゴルジ野に運ばれることを示したが、その最終局在部位が細胞種によって異なるため、その選別・輸送および活性分子への変換機構についてはほとんど未解明であった。本研究では、まずラット腹腔マクロファージおよびラット脳ミクログリアを用いてカテプシンEの生合成と細胞内輸送機構を解析した。^3H-メチオニンを用いたパルスチェイス実験と免疫電顕による細胞化学的解析から、カテプシンEは膜結合リボソーム上でプレプロ体として合成された後、ゴルジ装置を経てエンドソームに輸送される。この間にプレプロ部は切断除去され、糖鎖は高マンノース型から複合型へと変換される。プロ型kら成熟型酵素への変換は酸性環境下で自己触媒的に行われることから、TGNあるいはエンドソームで起こるものと考えられる。一方、カテプシンEとカテプシンDの細胞機能における相違や相互関係を知る目的でカテプシンDノックアウト(D^<-1->)マウス(ドイツのP.Saftigから供与)由来の腹腔マクロファージのカテプシンEの性状を解析した。D^<-1->マウスのマクロファージのカテプシンEは、正常マウスのマクロファージと同様に生合成後エンドソーム様コンパートメントに輸送されて成熟型酵素へ変換された。しかし、D^<-1->マウスのマクロファージでのカテプシンEの発現量は正常マウスのものと比べるとはるかに少なく、また細胞外にプロ型酵素として分泌される分子が相対的に増加していた。これらの結果は、カテプシンDがカテプシンEの発現や細胞内輸送に何らかの影響を与えていることを示唆している。さらに、初代培養ラット胸腺細胞を用いた実験では、カテプシンEは生合成後、小胞体を経てゴルジ装置に達し、恐らくトランスゴルジまたはTGNに複合型糖鎖をもつ中間型分子として局在することが示された。この中間型分子はステロイドなどで胸腺細胞が刺激されると、エンドソーム様コンパートメントへ輸送されて成熟型分子へと変換されることが明らかにされた。

カ テ プ シ ン E は カ テ プ シ ン D と と も に animal cell に お け る main な intracellular ア ス パ ラ ギ ン acid プ ロ テ ア ー ゼ で あ る. カ テ プ シ ン D が typical な リ ソ ソ ー ム enzyme と し て tissue, cell に hiroo く distribution し て い る の に し, seaborne カ テ プ シ ン は E non リ ソ ソ ー ム sex enzyme と し て qualified な distribution を し, tissue, cell に よ っ て membrane type ま た は type cytoplasm, あ る い は そ の struck party の existence others type を と る. The author ら は こ れ ま で の be 験 か ら, カ テ プ シ ン E が rough surface on the small cell body の リ ボ ソ ー ム で synthetic さ れ た after, the secretion of classical 経 で ゴ ル ジ wild に luck ば れ る こ と を shown し た が, そ の bureau in parts が cells eventually に よ っ て different な る た め, そ の seeding, conveying お よ び reactive molecules へ の variations in institutional に つ い て は ほ と ん ど not interpret Youdaoplaceholder0. This study で は, ま ず ラ ッ ト abdominal マ ク ロ フ ァ ー ジ お よ び ラ ッ ト 脳 ミ ク ロ グ リ ア を with い て カ テ プ シ ン E の biosynthesis と intracellular delivery agency を parsing し た. ^ 3 h - メ チ オ ニ ン を with い た パ ル ス チ ェ イ ス be 験 と immune electric 顕 に よ る cell chemical analytical か ら, カ テ プ シ ン E は membrane-bound リ ボ ソ ー ム on で プ レ プ ロ body と し て synthetic さ れ た, ゴ ル ジ device を 経 て エ ン ド ソ ー ム に conveying さ れ る. The にプレプロ part of the <s:1> <s:1> is cut off to remove the され, and the sugar lock is high. The <s:1> ノ ノ ノ ス ス type へと ら compound type へと transformation される. プ ロ type k ら mature enzyme へ の variations in は acidic conditions で line their catalytic に わ れ る こ と か ら, TGN あ る い は エ ン ド ソ ー ム で up こ る も の と exam え ら れ る. Party, カ テ プ シ ン E と カ テ プ シ ン D の cell function に お け る conceives や mutual masato を know る purpose で カ テ プ シ ン D ノ ッ ク ア ウ ト (D ^ < - - > 1) マ ウ ス (ド イ ツ の p. aftig か ら) and supply origin の abdominal マ ク ロ フ ァ ー ジ の カ テ プ シ ン E の traits を parsing し た. D ^ 1 - > < - マ ウ ス の マ ク ロ フ ァ ー ジ の カ テ プ シ ン E は, normal マ ウ ス の マ ク ロ フ ァ ー ジ と with others に after biosynthesis エ ン ド ソ ー ム others コ ン パ ー ト メ ン ト に conveying さ れ て mature enzyme へ variations in さ れ た. し か し, D ^ 1 - > < - マ ウ ス の マ ク ロ フ ァ ー ジ で の カ テ プ シ ン E の is quantity は 発 the normal マ ウ ス の も の と than べ る と は る か に less な く, ま た extracellular に プ ロ type enzyme と し て secretion さ れ る molecular が phase of seaborne に raised plus し て い た. こ れ ら の results は, カ テ プ シ ン D が カ テ プ シ ン E の 発 や intracellular delivery now what に ら か の influence を and え て い る こ と を in stopping し て い る. さ ら に, original training ラ ッ ト thymus cells を using い た be 験 で は, カ テ プ シ ン E は biosynthesis, small cell body after を 経 て ゴ ル ジ device に し, fear ら く ト ラ ン ス ゴ ル ジ ま た は TGN に complex sugar lock を も つ middle molecule と し て bureau in す る こ と が shown さ れ た. こ の middle molecule は ス テ ロ イ ド な ど で が thymus cells stimulate さ れ る と, エ ン ド ソ ー ム others コ ン パ ー ト メ ン ト へ conveying さ れ て mature molecular へ と variations in さ れ る こ と が Ming ら か に さ れ た.

项目成果

Yasuda Y. et al.: "Characterization of New Fluorogenic Substrates for the Rapid and Sensitive Assay of Cathepsin E and Cathepsin D."J.Biochem.. 125. 1137-1143 (1999)

Yasuda Y. 等人：“用于组织蛋白酶 E 和组织蛋白酶 D 快速灵敏测定的新荧光底物的表征”J.Biochem.. 125. 1137-1143 (1999)

Fukuda T., et al.: "Novel non-apoptotic morphological changes in neurons of the mouse hippocampus following transient ischemia"Neurosci. Res.. 33. 49-55 (1999)

Fukuda T. 等人：“短暂性缺血后小鼠海马神经元的新型非凋亡形态学变化”Neurosci。

Maeda, H. et al.: "Limited and selective localization of the lysosomal membrane glycoproteins LGP85 and LGP96 in rat osteoclasts"Histochem. Cell. Biol.. 111. 245-241 (1999)

Maeda, H. 等人：“大鼠破骨细胞中溶酶体膜糖蛋白 LGP85 和 LGP96 的有限和选择性定位”Histochem。

Tanabe,K.et al.: "A predominant apoptotic death pathway of neuronal PC12 cells induced by activated microglia is displaced by a non-apoptoticdeath pathway following blockage of caspase-3-dependent cascade"J.Biol.Chem.. 274. 15725-15731 (1999)

Tanabe, K. 等人：“激活小胶质细胞诱导的神经元 PC12 细胞的主要凋亡途径在阻断 caspase-3 依赖性级联后被非凋亡途径取代”J. Biol. Chem.. 274. 15725

Wang, H-D. et al.: "Differential effects of Bcl-2 overexpression on CA1 hippocampal and denatate granule cells following hypoxic-ischemia in the adult mice"J. Neurosci. Res.. 57. 1-12 (1999)

王，H-D。