リン酸化定量プロテオミクスによるTGF-βシグナル伝達機構の解明

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これまでTGFβの下流として知られているcalcineurinの基質候補をプロテオミクス解析により多数同定したこれらのcalcineurinの新規基質候補のより生理的刺激下でのリン酸化の変動を明らかにるため抗原刺激のリン酸化プロテオミクス解析との統合を行った。この解祈によりcalcineurinの基質候補分子の中には抗原刺激後脱リン酸化されず、変動しないものやリン酸化されるものが存在することが分かった。これはおそらくカルシウム刺激より複雑なリン酸化経路の活性化が抗原刺激により起こっており、基質候補がcalcineurin以外のリン酸化制御を受けることを示唆した。そこでこのリン酸化制御を行う分子を同定ために新規基質候補の一つであるItpkbに着目した解析を行った。詳細な解析によりItpkbは抗原刺激により脱強くリン酸化されることが明らかとなった。そこでこのリン酸化酵素の同定を試みた。配列情報よりErkがリン酸化を担っている可能性が示唆され、阻害剤を用いた検証を行ったところErkによりやはりリン酸化されていた。さらにErkとcalcineurinは抗原刺激時に同時に活性化することよリン酸化と脱リン酸化を拮抗的に行っているのではないかと考え抗原刺激時に阻害剤を加えることで検証を行った。予想通りErkとcalcineurinはItpkbのリン酸化を拮抗的に制御していた。最後に我々はこの拮抗的な制御がItpkbに特異的な現象なのか、それともたくさんの基質候補で起こっている現象なのかを検証すべくリン酸化プロテオミクスを用いて網羅的に検証した。おどろいたことに多くの基質候補がErkとcalcineurinに拮抗的に制御されていた。以上よりErkとcalcineurinが細胞内で拮抗的に制御するリン酸化のネットワークをプロテオミクス解析を複数重ねることで同定した。