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分子シャペロン複合体による膜タンパク質の成熟化・分解への双方向性調節と選択機構-唾液腺に発現する嚢胞性線維症原因遺伝子(CFTR)をモデルとして-

分子伴侣复合物对膜蛋白成熟和降解的双向调节和选择机制 - 以唾液腺中表达的囊性纤维化致病基因（CFTR）为模型 -

基本信息

批准号：
15791059
负责人：
杉田誠
金额：
$ 2.11万
依托单位：
Hiroshima University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2003
资助国家：
日本
起止时间：
2003 至 2004
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-15791059/
关键词：
CFTR 膜タンパク質嚢胞性線維症シャペロン MAPK

项目摘要

膜タンパク質であるCFTRの遺伝的機能不全症(嚢胞性線維症)は、全身性外分泌腺機能障害・呼吸器感染を誘発する致死率の高い疾患であるが、その多くは細胞膜上でチャネルとして機能すべきCFTRが、変異により、ERで正常なコンフォメーションをとれず、ユビキチン化され、分解されることに由来する。本研究では、分子シャペロン複合体がCFTRの成熟化と分解をいかにして調節するか、その分子機構を解明することを目的とした。従来の研究で、CFTRの成熟化にはMAPKにより機能制御される未知分子のCFTR・Rドメインへの結合が関与することが示唆され、Rドメインに接着する分子をスクリーニングし、3種類の遺伝子(the CFTR R-domain Interacting Protein (CRIP) : CRIP1,CRIP2,CRIP3)をクローニングした。CRIP遺伝子ファミリーは、相同性が高くZinc Ring Fingerを有するC末端領域で、CFTR・Rドメインに結合し、中央部でシャペロン分子Hsc70と結合する。CRIP1,CRIP2,CRIP3はMAPKによるリン酸化サイトを保有しており、活性型MAPKの発現レベルにより、タンパク質の安定性およびプロセシングのパターンが制御された。CRIPのN末端とC末端にそれぞれ異なる蛍光タンパク質(GFPとDsRed)を融合したトランスジーンを培養細胞に発現させ、生細胞内でのCRIPの挙動をタイムラプスイメージングにより観察すると、CRIPは主に核内に局在するが、一過的にCRIPのC末端領域のみが核から細胞質へ移行した。更にCRIPを強制的に細胞質もしくはERに局在させると、CFTRの発現量は低下し、分解が促進されることが示唆された。CRIPはC末端領域にZinc Ring Fingerモチーフを有するが、E3ユビキチンリガーゼとしては機能せず、逆に別のタンパク質(CHIP)によるCFTRのユビキチン化を抑制した。CRIPはMAPKによるリン酸化等により経時的に多段階に機能修飾され、一過的に、切断されたC末端が核から細胞質に移行し、ユビキチン化を介さない別経路で、CFTRの分解を引き起こすことが示唆された。

CFTR gene dysfunction (cellular dystrophy) is a disease with high mortality caused by systemic endocrine gland dysfunction and respiratory infection. Many of the diseases have high mortality caused by CFTR gene dysfunction on the cell membrane. The aim of this study is to elucidate the molecular mechanisms involved in the maturation and decomposition of CFTR. In recent studies, CFTR maturation is related to the binding of CFTR R-domain proteins to unknown molecules controlled by MAPK, and three types of CFTR R-domain Interacting proteins (CRIP) : CRIP1, CRIP2, CRIP3) are identified. CRIP gene expression is highly homologous to Zinc Ring Finger, C-terminal region, CFTR, R, and central region, Hsc70. CRIP1, CRIP2 and CRIP3 are MAPK inhibitors, active MAPK inhibitors, MAPK stability inhibitors and MAPK inhibitors. CRIP N-terminal and C-terminal regions are fused with GFP and DsRed, which are detected in cultured cells and CRIP movement in living cells. CRIP is mainly located in the nucleus, and CRIP C-terminal regions are mainly located in the cytoplasm. In addition, CRIP stress is associated with decreased production of CFTR and increased degradation of ER. CRIP has a Zinc-Ring Finger C-terminal domain, and E3 has a C-terminal domain. CRIP MAPK is a multi-stage functional modification, a single-stage functional modification, a cleavage of the C-terminal, a cytoplasmic migration, a transcription modification, and a decomposition of CFTR.