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

通过结构和定位变化阐明肌肉特异性钙蛋白酶的多功能性

• 批准号: 22K06156
• 负责人: 小野 弥子
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Tokyo Metropolitan Institute of Medical Science
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2026-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K06156/
• 关键词: カルパイン; 骨格筋; サルコメア; 筋ジストロフィー; タンパク質分解; 機能制御

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。

该研究主题旨在阐明在正确运行的钙蛋白酶3（以下称为CAPN3）的过程中相互作用的蛋白质的定位，结构变化以及相互作用的作用，这是一种在骨骼肌细胞中专门表达的蛋白酶。今年，我们检查了据报道存在CAPN3的多个区域中多个区域的新蛋白质相互作用和底物候选蛋白。据说蛋白质的结构性蛋白质（TTN）上有多个CAPN3结合位点。在其中一个区域中具有缺陷的TTN基因突变小鼠（MDMS）中，与周围结合的蛋白质的表达水平倾向于增加，包括成为CAPN3的底物蛋白的分子。对于先前已被鉴定为TTN结合蛋白的丝蛋白A，相似的趋势是相似的，并且相互作用的细节以及CAPN3是否会通过CAPN3进行降解。为了与TTN结合，存在分子的C末端至少两个或多个Ig结构域。该区域被认为是丝蛋白A的特定区域，因为它与其他丝蛋白分子物种的同源性较小。另一方面，在培养细胞中共表达无法检测到CAPN3的降解。此外，据说CAPN3与TTN的C末端区域（M线区域）结合，因此我们研究了附近存在的多种蛋白质是否用作底物。其中有发现，nebulin（NEB）的N末端区域可能会降解。但是，由于NEB是肌动蛋白纤维长度调节的重要蛋白质，因此出现了有关CAPN3是否参与肌节结构的新问题。

项目成果

Calpain Project

钙蛋白酶项目

Calpain for Modulatory Proteolysis Database

用于调节蛋白水解数据库的 Calpain