筋特異的カルパインの構造と局在変化による多機能性の解明

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本研究課題では、骨格筋細胞特異的に発現するプロテアーゼ、カルパイン3（以下、CAPN3）が時空間的に正しく機能する過程において、局在や構造変化、相互作用タンパク質の役割を明らかにすることを目的としている。本年度は、CAPN3が存在すると報告されているサルコメア内の複数の領域において、新たなタンパク質相互作用と基質候補タンパク質について検討した。サルコメアの構造タンパク質であるタイチン（Ttn）上には、複数箇所のCAPN3結合部位があるとされる。そのうちの1つN2A領域に欠損を持つTtn遺伝子変異マウス（mdm）では、周辺に結合するタンパク質の発現量が増強される傾向があり、その中にはCAPN3の基質タンパク質となる分子も含まれる。以前にTtn結合タンパク質として同定していたフィラミンAについても同様の傾向が認められることから、相互作用の詳細と、CAPN3による分解を受けるかについて検討した。Ttnとの結合には分子C末端側のIgドメインが少なくとも2つ以上存在することが必要であった。この領域は他のフィラミン分子種とは相同性が低いため、フィラミンAに特異的な性質であると考えられる。一方、CAPN3による分解は、培養細胞での共発現によっては検出できなかった。また、CAPN3はTtnのC末端領域（M線領域）にも結合するとされるため、その付近に存在する複数のタンパク質について基質となるのかを検討した。その中で、ネブリン（NEB）についてはN末端領域が分解される可能性を見出した。だが、NEBはアクチン繊維の長さ調節に重要なタンパク質であるため、CAPN3がサルコメア構造に関係するのか、新しい疑問点がうまれた。