ユビキチン-プロテアソーム経路における基質認識の多様性と細胞機能制御

泛素-蛋白酶体途径中底物识别和细胞功能调节的多样性

• 批准号: 14704064
• 负责人: 川原 裕之
• 金额: $ 13.81万
• 依托单位: Hokkaido University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (A)
• 财政年份: 2002
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2002 至 2004
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-14704064/
• 关键词: ユビキチン; プロテアソーム; アポトーシス; 生殖系列; 細胞増殖; Rpn10; ユビキチンレセプター; 基質識別; 蛋白質分解

これまでに多くの細胞内蛋白質がユビキチン-プロテアソーム経路で代謝調節されることが明らかにされてきた。プロテアソームは総数50種以上のサブユニット群から構成された巨大な多成分複合体であり、主としてユビキチン化された標的蛋白質を選択的に分解するATP依存性プロテアーゼであるが、ポリユビキチン化された蛋白質が26Sプロテアソームにより認識される過程にどのような機構が存在しているかは現在まで明らかではない。本研究で我々はプロテアソームの基質識別サブユニットのひとつが、2型ユビキチン様蛋白質Scytheを介してプロテアソーム本体とシャペロン依存性ユビキチンリガーゼXchipとを結びつけるアダプター的役割を果たしていることを突き止めた。Scytheは種々のシャペロンと相互作用することが知られている抗アポトーシス蛋白質であるが、ユビキチン-プロテアソーム系との相互作用を不能にしたScythe蛋白質の発現は、細胞死の調節経路に重大な影響を与えることを我々は見出しつつある。すなわち我々は、Rpn10cとの結合に関与するScytheのN末端領域を解析し、それがタンデムに並ぶ連結した4つのユビキチン様ドメインからなり、少なくとも2つのドメインの存在がRpn10cとの結合に必要であることを明らかにした。現在、アポトーシス・発生など高等多細胞生物における高次機能に、シャペロン-プロテアソームシステムがどのように関与しているかについて研究を進めている。さらに本研究で我々は、線虫C.elegansを用いた解析から、ユビキチンレセプターサブユニットの一つがC.elegansの生殖系列の形成に必須であることを見い出した。例えば、我々はC.elegansのユビキチンレセプターサブユニットRpn10変異と合成効果を示す遺伝子としてユビキチン鎖伸長因子E4(UFD2)を見い出し、このRpn10-UFD2二重変異の親株は正常に生存できるが、生殖系列の減数分裂過程に異常を生じ不稔の表現型を示す。これらの研究を通して、ユビキチン経路の基質認識を基礎にした代謝的安定性の新しい制御機構を明らかにして細胞周期研究に新しい領域を開拓することを最終目標に研究を進めている。

More than こ れ ま で に く の intracellular protein が ユ ビ キ チ ン - プ ロ テ ア ソ ー ム 経 road で metabolic regulation さ れ る こ と が Ming ら か に さ れ て き た. プ ロ テ ア ソ ー ム は 総 number more than 50 kinds of の サ ブ ユ ニ ッ ト group か ら constitute さ れ た huge な multicomponent complex で あ り, main と し て ユ ビ キ チ ン change さ れ た target protein を sentaku に decomposition す る ATP dependency プ ロ テ ア ー ゼ で あ る が, ポ リ ユ ビ キ チ ン change さ れ た protein が 26 s プ ロ テ ア ソ ー ム に よ り know さ れ る Process に ど の よ う な institutions exist が し て い る か は now ま で Ming ら か で は な い. This study で I 々 は プ ロ テ ア ソ ー ム の matrix recognition サ ブ ユ ニ ッ ト の ひ と つ が, type 2 ユ ビ キ チ ン others in protein Scythe を interface し て プ ロ テ ア ソ ー ム ontology と シ ャ ペ ロ ン dependency ユ ビ キ チ ン リ ガ ー ゼ Xchip と を "び つ け る ア ダ プ タ ー" を cut fruit た し て い る こ と を tu き check め た. Scythe は kind 々 の シ ャ ペ ロ ン と interaction す る こ と が know ら れ て い る resistance ア ポ ト ー シ ス protein で あ る が, ユ ビ キ チ ン - プ ロ テ ア ソ ー ム department と の interaction を cannot に し た Scythe protein の 発 is の は, cell death regulation 経 road に な impact を and え る こ と を I 々 は shows し つ つ あ る. す な わ ち I 々 は, Rpn10c と の combining に masato and す る Scythe を の N terminal field analytical し, そ れ が タ ン デ ム に and ぶ link し た 4 つ の ユ ビ キ チ ン others ド メ イ ン か ら な り, less な く と も 2 つ の ド メ イ ン の is が Rpn10c と の combining に necessary で あ る こ と を Ming ら か に し た. Now, ア ポ ト ー シ ス · 発 raw な ど higher multicellularity に お け る に function of high order, シ ャ ペ ロ ン - プ ロ テ ア ソ ー ム シ ス テ ム が ど の よ う に masato and し て い る か に つ い を て research into め て い る. さ ら に で this study I 々 は, the nematode c. elegans を with い た parsing か ら, ユ ビ キ チ ン レ セ プ タ ー サ ブ ユ ニ ッ ト の a つ が c. elegans の reproductive series の form に must で あ る こ と を see い out し た. Example え ば, I 々 は c. elegans の ユ ビ キ チ ン レ セ プ タ ー サ ブ ユ ニ ッ ト Rpn10 - different と synthetic traces of unseen fruit を shown す 伝 son と し て ユ ビ キ チ ン lock elongation factor E4 (UFD2) を see い し, こ の Rpn10 - UFD2 double - different の parent strain は normal に survival で き る が に の meiosis, reproductive series The abnormal を student じ is not familiar with the <s:1> phenotype を indicates す. こ れ ら の research を tong し て, ユ ビ キ チ ン 経 road の matrix recognizing を に し た metabolic stability の new し い system of the royal institution を Ming ら か に し て cell cycle research に new し を い field exploit す る こ と を ultimate goal を に research into め て い る.

项目成果

川原裕之, 嶋田益弥: "ポストシークエンスタンパク質実験法 第4巻"東京化学同人. 20 (2003)

川原博之、岛田益也：《后测序蛋白质实验方法第4卷》东京化学同人20(2003)。

Shimada et al.: "Novel family of CCCH-type Zinc-finger proteins : MOE-1, -2 and -3, participate in C. elegans oocyte maturation"Gene to Cells. 7. 933-947 (2002)

Shimada 等人：“CCCH 型锌指蛋白新家族：MOE-1、-2 和 -3，参与秀丽隐杆线虫卵母细胞成熟”Gene to Cells。

佐伯泰, 川原裕之, 横沢英良: "ユビキチンと相互作用するドメイン構造"実験医学. 21. 340-345 (2003)

Yasushi Saeki、Hiroyuki Kawahara、Hideyoshi Yokozawa：“与泛素相互作用的结构域”实验医学 21. 340-345 (2003)。

遺伝学事典

遗传学百科全书

• 发表时间: 2005
• 作者: Shimada;M. et al.;川原裕之 ほか;Saeki et al.;Kikukawa et al.;東江昭夫他
• 通讯作者: 東江昭夫他

Kinouchi T.et al.: "Mammalian D-aspartyl endopeptidase : a scavenger for noxious racemized protein in aging."Biochem.Biophys.Res.Comm.. 314. 730-736 (2004)

Kinouchi T.等人：“哺乳动物 D-天冬氨酰内肽酶：衰老过程中有害外消旋蛋白的清除剂。”Biochem.Biophys.Res.Comm.. 314. 730-736 (2004)