蛋白質リン酸化酵素GSK-3を介する細胞運動制御の分子機構

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Glycogen Synthase Kinase-3 (GSK-3)は糖代謝をはじめ細胞周期調節、細胞増殖など、多岐にわたる細胞機能を制御している。これらの機能制御に加え、細胞の運動や極性に関与することが示唆されているが、その詳細な分子機構は不明であった。これまでに私共は、GSK-3に結合する蛋白質として細胞運動に関連するPRUNEを同定しおり、本年度は、PRUNEの性状解析およびGSK-3とPRUNEの細胞運動における役割を解析することを目的とした。PRUNEに対する抗体を作成し複合体形成や局在を解析した。内在性のPRUNEとGSK-3は複合体を形成し、in vitroの実験からPRUNEとGSK-3が直接結合することを明らかにした。これらの結合にはPRUNEのC末端側120アミノ酸が重要であった。GSK-3の阻害剤や変異体を用いた解析から、PRUNEとGSK-3の結合にはGSK-3の酵素活性が必要であった。また、PRUNEは接着班でPaxillinやVinculinと共局在し、これらと複合体を形成した。GSK-3もしくはPRUNEの蛋白質のノックダウンにより細胞運動が抑制され、ともに細胞運動に必要であった。PRUNEは遊走細胞の先端部の接着斑に局在したが、GSK-3の活性の阻害によりPRUNEを含む接着斑が拡大した。この接着斑の拡大は細胞運動の抑制と関連することが示唆されおり、今後GSK-3とPRUNEの両者による細胞運動制御機構をさらに分子レベルで明らかにする予定である。