ユビキチン修飾反応による細胞間接着維持の分子メカニズムの解明と創薬への応用

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タンパク質翻訳後修飾反応であるユビキチン（Ub）化修飾反応がどのように「細胞間接着維持」を制御しているかを明らかにするために、脱ユビキチン（Ub）化酵素USP47の阻害剤として見出した放線菌代謝産物Chloropeptin（ChPTN）が十分量必要である。そこで、ChPTN精製方法の高効率化を図ったところ、従来法と比較して高純度のChPTNを高収量が得られる新たな精製方法を確立することに成功した。ChPTN処理によってUb-プロテアソーム経路による代謝が促進される分子として見出した細胞間接着関連分子p120カテニンの被Ub化修飾の有無やその脱Ub化反応へのUSP47の関与を検討した。その結果、確かに、p120カテニンはLys48結合型Ub鎖の付加修飾を受けること、ChPTN処理およびsiRNAノックダウン法によるUSP47の不活性化は付加Ub鎖レベルの上昇を引き起こすこと、組換え型USP47がp120カテニン上のUb鎖を消化できることなどを見出した。すなわち、p120カテニンがUb-プロテアソーム経路の基質であり、かつUSP47によってそのUb化修飾レベルが制御されていることが明らかとなった。さらに、p120カテニンの欠失変異体などを利用して被Ub化修飾部位の絞り込みを行ったところ、分子のC末端側の領域にUb鎖が付加している可能性が強く示唆された。ChPTNによるp120カテニンレベル低下の意義について、下流シグナルへの影響を調べることで検討した。その結果、ChPTN処理したA549細胞では、アクチンストレスファイバー形成の促進ならびにマトリックスメタロプロテアーゼ-9遺伝子発現の亢進が見出され、間葉系細胞様の形態変化がUSP47阻害によって誘導されることが確かめられた。一方、αおよびβ-カテニンなどのE-カドヘリン結合分子の発現はChPTN処理によって影響を受けなかった。