神経組織での低分子量分子シャペロンのストレス応答と生理的意義

神经组织中低分子量分子伴侣的应激反应及其生理意义

基本信息

批准号：
12031229
负责人：
加藤兼房
金额：
$ 0.9万
依托单位：
Institute for Developmental Research, Aichi Human Service Center
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：
2000
资助国家：
日本
起止时间：
2000 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

平成12年度の研究成果を以下に列挙する1)αBクリスタリンもHsp27と同様に、リン酸化を受けると重合状態に変化が起こり、解離することを明らかにした。また、リン酸化され、解離状態のαBクリスタリンは分子シャペロンとしての活性が低下することを、リン酸化部位のセリン残基をアスパラギン酸に置換した変異蛋白質を発現させた細胞レベル、および変異蛋白質を大腸菌で作製し、in vitroで証明した。2)細胞中のHsp27は各種ストレスに応答して、重合型がリン酸化され、解離することを我々は見いだし報告しているが、今回このストレスによる解離が、各種の蛋白質リン酸化酵素阻害剤で抑制されることを明らかにした。すなわち、ホルボールエステル(PMA)以外の薬剤(亜砒酸ナトリウム、塩化カドミウム。過酸化水素、や高張ストレス)によるHsp27の解離は、p38MAPAKの阻害剤で完全に阻止された。一方、PMAによる解離は、Protein kinase C(PKC)の阻害剤で阻止された。このことはHsp27のセリン残基のリン酸化酵素として、p38MAPKの下流のMAPKAPK-2/3とPKCのδ型が関与しているとする報告を裏付ける結果であたった。3)尾部懸垂により誘発させた廃用萎縮ラットヒラメ筋では、αBクリスタリンのSer-59のリン酸化が特異的に高進し、特に筋肉ホモジェネートの不溶性分画で顕著であることを明らかにした。すなわち、αBクリスタリン、とくにそのリン酸化型が筋細胞内の蛋白質品質管理に関与していることが示唆された。4)U373MGヒトグリオーマ細胞の培養液にプロテアゾーム阻害剤を添加して培養を継続すると、数時間内にαBクリスタリンが不溶性分画に増量しはじめ、Ser-59のリン酸化型が著しく増加すること、細胞をSer-59のリン酸化を認識する抗体で蛍光染色すると、核周辺に濃縮されたいわゆるaggresomeが形成され、リン酸化型αBクリスタリンが、その構成成分の一つであることを見つけた。この結果もαBクリスタリンが細胞内の蛋白質の品質管理に関与していることを示唆している。

下面列出了2000年的研究结果：1）αb晶体蛋白，类似于HSP27，已经表明，当磷酸化时，聚合状态和解离物的变化。此外，在体外证明，通过使用突变蛋白的细胞水平，磷酸化和分离的αB晶体蛋白可以降低其作为分子伴侣的活性，在该突变蛋白中，在磷酸化位点的丝氨酸残基被黄蜂酸和大肠杆菌中产生了突变蛋白。 2）我们发现，细胞中的Hsp27被磷酸化并响应各种应激而解离，现在已经揭示了由这种应激引起的解离受到各种蛋白磷酸烯酶抑制剂的抑制。也就是说，除佛波酯（PMA）以外的其他药物（砷酸钠，氯化镉，过氧化氢和高渗应激）以外的其他药物对Hsp27的解离被p38mapak的抑制剂完全阻断。同时，PMA解离被蛋白激酶C（PKC）的抑制剂阻塞。该结果证实了P38MAPK下游的MAPKAPK-2/3和PKC的δ形式作为HSP27的丝氨酸残基参与了磷酸烯酶。 3）据透露，在尾悬浮液诱导的萎缩大鼠肌肉中，Ser-59αB晶体的磷酸化特异性增加，尤其是在肌肉匀浆的不溶部分中。也就是说，有人提出αB晶体，尤其是其磷酸化形式，参与肌细胞内的蛋白质质量控制。 4）当将蛋白酶体抑制剂添加到U373MG人神经胶质瘤细胞的培养基中并继续培养时，αB晶体蛋白的量开始在几个小时内增加到不溶性分数，从而显着增加了SER-59的磷酸化形式。当细胞用识别SER-59磷酸化的抗体荧光染色时，形成了富含核周围的所谓攻击性，并发现αB晶体的磷酸化形式是其成分之一。该结果还表明αb晶体蛋白参与细胞内蛋白质的质量控制。