ユビキチン様修飾システムによる細胞増殖制御機構の解析

类泛素修饰系统分析细胞增殖调控机制

• 批准号: 13216113
• 负责人: 鈴木 俊顕
• 金额: $ 2.5万
• 依托单位: Tokyo Metropolitan Organization for Medical Research
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (C)
• 财政年份: 2001
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2001 至 2002
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13216113/
• 关键词: ユビキチン; プロテアソーム; Rub1; NEDD8; SCF; ユビキチンリガーゼ; 細胞周期; ユビキチン様蛋白質

ユビキチンプロテアソームシステムによるタンパク質分解は、細胞周期制御に積極的な役割を担っている。中でもAPC/C(anaphase-promoting complex/cyclosome)とSCFの二種のユビキチン連結酵素は、細胞周期制御において中心的な役割を果たしている。主としてM期の進行を調節するAPCはリン酸化とアダプタータンパク質(Cdc20/Cdh1)の会合によってその活性と標的分子識別が厳格に制御されているが、G1/S期進行において作用するSCF(Skp1-Cullin1-F-box protein-Roc1)複合体の活性制御機構は、ほとんど不明であった。本研究において我々は、SCFのNEDD8修飾がその活性発現に必須であることを明らかにした。NEDD8はユビキチンと58%の相同性を持つユビキチン様タンパク質(UBL:ubiquitin-like protein)であり、全てのCullinファミリータンパク質と共有結合する新規なモディファイヤー分子である。そしてごく最近我々は、SCFがNEDD8修飾によって活性化される分子機構の解明に成功した。即ち、NEDD8修飾されたSCF複合体はE2酵素との結合親和性が上昇し、その結果、E2-ユビキチンのSCF複合体へのリクルートを促進することによってユビキチンリガーゼ活性が飛躍的に増大することが判明したのである。同時に我々は、NEDD8システムが分裂酵母のCullinファミリーの機能ひいては細胞周期制御に必須であること,さらにノックアウトマウス(NEDD8活性化酵素Uba3欠損マウス:早期胎生致死)を用いた解析から哺乳動物でも必須であることを証明し、NEDD8システムの生理学的重要性も明らかにした。

In the case of cell cycle control, active cell cycle control is required. APC/C(anaphase-promoting complex/cyclosome) and SCF are two kinds of enzymes involved in cell cycle control. The regulation mechanism of APC in M phase and SCF(Skp1-Cullin1-F-box protein-Roc1) complex in G1/S phase is unknown. In this study, NEDD8 modification of SCF is necessary for its activity. NEDD8 has a 58% identity to UBL (ubiquitin-like protein) and a new set of Cullin molecules. Recently, SCF has been successfully modified to activate molecular mechanisms. That is, NEDD8 modification increases the binding affinity of E2 enzymes, and as a result, the activity of E2-binding SCF complexes increases dramatically. At the same time, we demonstrated the importance of NEDD 8 in the physiology of mammalian cells by analyzing the essential functions of the Cullin system in yeast fission and cell cycle control.

项目成果

Takabe W.: "Regulation of the expression and function of proteasome a-type subunits by the anti-atherogenic compounds in human endothelial cells"J Biol Chem. 276. 40497-40501 (2001)

Takabe W.：“人内皮细胞中抗动脉粥样硬化化合物对蛋白酶体 a 型亚基的表达和功能的调节”J Biol Chem。

Kadoya K.: "Desumolyation activity of Axam, a novel Axin-binding protein, is involved in downregulation of β-catenin"Mol Cell Biol in press.

Kadoya K.：“Axam 是一种新型 Axin 结合蛋白，其解聚活性与 β-连环蛋白的下调有关”Mol Cell Biol 正在出版。

Niwa J.: "A novel human RING-finger/IBR family protein, Dorfin, resides in centrosome and mediates ubiquitin ligase activity"Biochem Biophys Res Commun. 281. 706-713 (2001)

Niwa J.：“一种新型人类环指/IBR 家族蛋白 Dorfin，存在于中心体中并介导泛素连接酶活性”Biochem Biophys Res Commun。

Matsuda, N.: "Rmal, a novel type of RING-finger protein conserved from Arabidopsis to human, is a membrane-bound ubiquitin ligase"J. Cell Sci.. 114. 1949-1957 (2001)

Matsuda, N.：“Rmal 是从拟南芥到人类保守的一种新型环指蛋白，是一种膜结合泛素连接酶”J.

Wang M.: "Developmental changes in the expression of parkin and UbcR7, a parkin-interacting and ubiquitin-conjugating enzyme in rat brain"J Neurochem. 77. 1561-1568 (2001)

Wang M.：“大鼠脑中 Parkin 和 UbcR7（一种与 Parkin 相互作用和泛素结合的酶）表达的发育变化”J Neurochem。