体軸形成におけるAxinの作用機構の解析

Axin在体轴形成中的作用机制分析

• 批准号: 11152226
• 负责人: 岸田 昭世
• 金额: $ 1.79万
• 依托单位: Hiroshima 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-11152226/
• 关键词: Axin; Dvl; GSK-3β; PDZ; β-catenin

細胞間分泌蛋白質Wntは、生物種を越えて胎生期における体軸形成や細胞の増殖や分化を制御する。アフリカツメガエルの初期胚にWntやDsh(Dvl)、β-cateninを導入すると二次体軸が形成される。GSK-3β結合蛋白質AxinはAPCやGSK-3β、β-catenin、Dvlと複合体を形成し、GSK-3βによるβ-cateninのリン酸化と分解を促進してWnt依存性の体軸形成を抑制する。Axin自体もGSK-3βによってリン酸化されるがその生理的な意義は不明であった。そこで、動物細胞にAxinを発現させてGSK-3β阻害剤LiClやプロテインホスファターゼ2A(PPSA)阻害剤オカダ酸で処理したところ、Axinの蛋白質量は、LiCl処理により減少し、オカダ酸処理により増加した。さらに、Axin上のGSK-3βリン酸化モチーフを破壊した変異体を作成すると野生型Axinよりも半減期が短縮し、細胞をWnt刺激するとAxinが減少した。したがって、WntのシグナルはAxinを脱リン酸化して不安定化することにより、β-cateninの蓄積を促進する可能性が示唆された。Dvlは遺伝学的にWntのシグナルをGSK-3βに伝達しGSK-3βの活性を抑制すると考えられているが、その作用機構は不明であった。Dvlは、Axinと結合することや、Dvlの存在下ではAxin依存性のGSK-3βによるβ-cateninのリン酸化やGSK-3βによるAxinのリン酸化が抑制されることを見出した。Dvlの中央部のPDZ領域を欠損させた変異体を発現させた動物細胞では、Wnt依存性のβ-cateninの蓄積が起こらないことから、WntのシグナルはDvlのPDZ領域を通じてGSK-3βやβ-cateninに伝達されることが明らかになった。

Intercellular secretion of protein Wnt, biological species during prenatal development, axis formation and cell proliferation and differentiation The initial embryo Wnt, Dsh(Dvl) and β-catenin were introduced into the secondary axis. The GSK-3β binding protein Axin APC promotes the formation of GSK-3β, β-catenin and Dvl complexes, promotes the hydrolysis and decomposition of β-catenin in GSK-3β, and inhibits Wnt dependent axis formation. The physiological significance of Axin's GSK-3 enzyme is unknown. Axin production in animal cells decreased with LiCl treatment and increased with acid treatment. GSK-3β-ATPase on Axin was detected by PCR. The results showed that the expression of GSK-3 β-ATPase on Axin was significantly reduced compared with that of wild-type Axin. The possibility of promoting the accumulation of β-catenin is demonstrated by the fact that Wnt is not stable due to the acidification of Axin. The mechanism of Dvl's role in the inhibition of GSK-3 β activity is unknown. In the presence of Dvl and Axin binding, the inhibition of Axin binding by β-catenin and GSK-3β was observed. In animal cells, the accumulation of Wnt-dependent β-catenin has occurred in the central PDZ domain of Dvl, and it is clear that GSK-3β and β-catenin are present in Wnt cells through the PDZ domain of Dvl.

项目成果

Yamamoto,H.: "Phosphorylation of Axin, a Wnt signal negative regulator, by glycogen synthase kinase-3β regulates its stability."J.Biol.Chem.. 274・16. 10681-10684 (1999)

Yamamoto, H.：“Axin（一种 Wnt 信号负调节因子）通过糖原合酶激酶 3β 进行磷酸化可调节其稳定性。”J.Biol.Chem.. 10681-10684 (1999)。

Kishida,S.: "DIX domains of Dvl and Axin are necessary for protein interactions and their ability to regulate β-catenin stability"Mol.Cell.Biol.. 19・6. 4414-4422 (1999)

Kishida, S.：“Dvl 和 Axin 的 DIX 结构域对于蛋白质相互作用及其调节 β-连环蛋白稳定性的能力是必需的”Mol.Cell.Biol.. 4414-4422 (1999)。

Ikeda, S.: "GSK-3β-dependent phosphorylation of adenomatous polyposis coli gene product can be modulated by β-catenin and protein phosphatase 2A complexed with Axin"Oncogene. 19・4. 537-545 (2000)

Ikeda, S.：“腺瘤性息肉病大肠杆菌基因产物的 GSK-3β 依赖性磷酸化可以通过与 Axin 复合的 β-连环蛋白和蛋白磷酸酶 2A 进行调节”Oncogene 19·4 (2000)。

Kitagawa,M.: "An F-box protein, FWD1, mediates ubiquitin-dependent proteolysis of β-catenin."EMBO J.. 18・9. 2401-2410 (1999)

Kitakawa, M.：“F-box 蛋白 FWD1 介导 β-catenin 的泛素依赖性蛋白水解。” EMBO J.. 2401-2410 (1999)。

Kodama,S.: "Axin directly interacts with plakoglobin and regulates its stability."J.Biol.Chem.. 274・39. 27682-27688 (1999)

Kodama, S.：“Axin 直接与斑珠蛋白相互作用并调节其稳定性。”J.Biol.Chem.. 274・39 (1999)。