プロテインキナーゼCとその基質タンパク質との特異的相互作用を操作する技術の開発

• 研究課題/領域番号: 09558088
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 展開研究
• 研究分野: 機能生物化学
• 研究機関: 横浜市立大学
• 研究代表者: 大野 茂男 横浜市立大学, 医学部, 教授 (10142027)
• 研究分担者: 水野 恵子 横浜市立大学, 医学部, 助手 (90221803) ; 鈴木 厚 横浜市立大学, 医学部, 講師 (00264606)
• 研究期間 (年度): 1997 – 1998
• 研究課題ステータス: 完了 (1998年度)
• 配分額: 12,600千円 (直接経費: 12,600千円); 1998年度: 4,900千円 (直接経費: 4,900千円); 1997年度: 7,700千円 (直接経費: 7,700千円)
• キーワード: HB-EGF / PKC / プロテインキナーゼC / ADAM / メタロプロテアーゼ / 切り出し / 細胞外ドメイン / 膜タンパク質 / 細胞極性 / 上皮細胞 / 増殖 / がん

研究概要

多彩な機能を有すると同時に様々な疾患への関与が推測されているPKCの作用を制御する方策の一つとして、その基質・足場タンパク質との相互作用を制御するとの考えはきわめて魅力的である。本研究では、我々が独自に見いだし、その生理、細胞作用を明らかとした二つのPKC結合タンパク質について、PKCとの相互作用を検出するシステムを構築すると同時に、それを用いて、PKCとの結合、リン酸化に関わる配列を同定した。MDC9は、PKCδの基質・結合タンパク質として同定されたが、ADAMファミリーに属する細胞膜貫通型のメタロプロテアーゼである。PKCδはそのキナーゼドメインを介してMDC9の細胞膜直下の細胞質ドメインに直接結合し、リン酸化する。この結合の意味を試験する目的で、HB-EGFの膜結合型から可溶型への切り出し過程への関与を想定し、それを検証する実験を行い、PKCδとMDC9とが、細胞活性化に伴って起きるHB-EGFの膜結合型から可溶型への切り出し過程に関わっていることを証明した。ところで、構造類似の他のPKC分子種PKCαや、PKCεは結合しない。その結合及びリン酸化にはMDC9の25個のアミノ酸配列で十分であるが、その際にはPKC分子種に対する特異性は失われる。つまり、PKCδとMDC9との結合には細胞膜直下の25個のアミノ酸が必要十分であるが、それ以外の細胞質ドメインの配列も、関わっていることも明らかとなった。様々な細胞膜タンパク質が細胞活性化に伴い限定分解を受ける現象は、発生や組織形成過程で起きることが知られており、様々な疾患との関わりも推測されているがその分子機構は不明であった。本研究により、研究の方向性に大きな指針ができたこととなる。

研究成果

• [文献書誌] Izumi, Y., Hirata, M., Hasuwa, H., Iwamoto, R., Umata, T., Miyado, K., Tamai, Y., Kurisaki, T., Sehara-Fujisawa, A., Ohno, S.and Mekada, E.: "A metalloprotease-disintegrin, MDC9/Meltrin-g/ADAM9, and PKCd and involved in TPA-induced ectodomain shedding of membrane-anchored heparin-binding EGF-like growth factor." ENBOJ.24. 7260-7272 (1998)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Kotani, K., Ogawa, W., Matsumoto, M., Kitamura, T., Sakaue, H., Hino, Y., Miyake, K., Sano, W., Akimoto, K., Ohno, S. and Kasuga M.: "Requirement of atypical PKCl for insulin stimulation of glucose uptake but not for Akt activation in 3T3-L1 adipocytes." Molecular and Cellular Biol.18. 6971-6982 (1998)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Izumi, Y., Hirose, T., Tamai, Y., Hirai, S-I., Nagashima, Y., Fujimoto, T., Tabuse, Y., Kemphues, K.J.and Ohno, S. :"An atypical PKC directly associates and co-localizes at the epithelial tight junction with ASIP, a mammalian homologue of C.elegans polarity protein PAR-3." J.Cell Biol.143. 95-106 (1998)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Akimoto, K., Nakaya, M., Yamanaka, T., Tanaka, J., Matsuda, S., Weng, Q-P., Avruch, J.and Ohno, S.: "Atypical PKCl binds and regulates p70 S6 kinase." Biochem.J.335. 417-424 (1998)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Tabuse, Y., Izumi, Y., Piano, F., Kemphues, K.J., Miwa, J.and Ohno, S.: "Atypical Protein Kinase C Cooperates with PAR-3 to Establish Embryonic Polarity in Caenorhabditis elegans." Development. 125. 3607-3614 (1998)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Yokozeki, T., Homma, K, Kuroda, S., Kikkawa, U., Ohno, S., Takahashi, M., Imahori, K.and Kanaho, Y.: "Phosphatidic acid-dependent phosphorylation of a 29-kDa protein by protein kinase Calpha in bovine brain cytosol." J Neurochem. 71. 410-417 (1998)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Oka, N., Yamamoto, M., Schwencke, C., Kawabe, J-I., Ebina, T., Ohno, S., Couet, J., Lisanti, M.P.and Ishikawa, Y.: "Caveolin interaction with protein kinase C." J.Biol.Chem.272. 33416-33421 (1997)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Mizuno, K., Noda, K., Araki, T., Imaoka, T., Kobayashi, Y., Akita, Y., Shimonaka, M., Kishi, S.and Ohno, S.: "The proteolytic cleavage of protein kinase C isotypes, which generates kinase and regulatory fragments, Correlates with Fas-mediated and 12-0-tetradecanoyl-phorbol-13-acetate-induced apotosis." Eur.J., Biochem.250. 7-18 (1997)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Lu, Z., Hornia, A., Jiang, Y-W., Frankel, P., Zang Q., Ohno, S.and Foster, D. A.: "Tumor-promotion by depleting cells of protein kinase Cd." Molecular and Cellular Biol.17. 3418-3428 (1997)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Fukumoto, S., Nishizawa, Y., Hosoi, M., Koyama, H., Yamakawa, K., Ohno, S.and Morii, H.: "Protein Kinase C delta isoform inhibits the proliferation of vascular smooth muscle cells through suppressing C1 cyclins expression." J.Biol.Chem.272. 13816-13822 (1997)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Izumi, Y., Hirai, S., Tamai, Y., Fujise-Matsuoka, A., Nishimura, Y.and Ohno, S.: "A protein kinase C delta-binding protein SRBC whose expression is induced by serum starvation." J.Biol.Chem. 272. 7381-7389 (1997)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Ohno, S.: "The distinct biological potential of PKC isotypes." Protein Kinase C. 75-93 (1997)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] 大野茂男: "プロテインキナーゼCの構造生物学" タンパク質核酸酵素 増刊“構造生物学のフロンティア". 44. 404-411 (1999)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] 大野茂男: "プロテインキナーゼC" 実験医学、増刊 シグナル伝達研究の新しい局面. 16. 1736-1741 (1998)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] 西岡直也、大野茂男: "バソプレッシン受容体、受容体1997、" 生体の科学. 48. 417-419 (1997)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] 平井秀一: "PKC経路活性化と転写制御" 放射線生物研究. 32. 14-30 (1997)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] 大野茂男: "プロテインキナーゼC" 医学の歩み. 181. 836-837 (1997)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] 鈴木厚、大野茂男: "脳・神経機能とプロテインキナーゼC" 蛋白質核酸酵素. 42. 411-417 (1997)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Izumi, Y., Hirata, M., Hasuwa, H., Iwamoto, R., Umata, T., Miyado, K., Tamai, Y., Kurisaki, T., Sehara-Fujisawa, A., Ohno, S.and Mekada, E: "A metalloprotease-disintegrin, MDC9/Meltrin-g/ADAM9, and PKCd are involved in TPA-induced ectodomain shedding of membrane-anchored heparin-binding EGF-like growth factor." EMBO J. 24. 7260-7272 (1998)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Kotani, K., Ogawa, W., Matsumoto, M., Kitamura, T., Sakaue, H., Hino, Y., Miyake, K., Sano, W., Akimoto, K., Ohno, S.and Kasuga M.: "Requirement of atypical PKC1 for insulin stimulation of glucose uptake but not for Akt activation in 3T3-L1 adipocytes." Molecular and Cellular Biol.18. 6971-6982 (1998)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Izumi, Y., Hirose, T., Tamai, Y., Hirai, S-I., Nagashima, Y., Fujimoto, T., Tabuse, Y., Kemphues, K.J.and Ohno, S.: "An atypical PKC directly associates and co-localizes at the epithelial tight junction with ASIP, a mammalian homologue of C.elegans polarity protein PAR-3." J.Cell Biol.143. 95-106 (1998)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Akimoto, K., Nakaya, M., Yamanaka, T., Tanaka, J., Matsuda, S., Weng, Q-P., Avruch, J.and Ohno, S.: "Atypical PKC1 binds and regulates p70 S6 kinase." Biochem.J.335. 417-424 (1998)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Tabuse, Y., Izumi, Y., Piano, F., Kemphues, K.J., Miwa, J.and Ohno, S.: "Atypical Protein Kinase C Cooperates with PAR-3 to Establish Embryonic Polarity in Caenorhabditis elegans." Development. 125. 3607-3614 (1998)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Yokozeki, T., Homma, K., Kuroda, S., Kikkawa, U., Ohno, S., Takahashi, M., Imahori, K.and Kanaho, Y.: "Phosphatidic acid-dependent phosphorylation of a 29-kDa protein by protein kinase Calpha in bovine brain cytosol." J Neurochem Jul. 71 (1). 410-417 (1998)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Oka N., Yamamoto, M., Schwencke, C., Kawabe, J-I., Ebina, T., Ohno, S., P.and Ishikawa, Y.: "Caveolin interaction with protein kinase C." J.Biol.Chem., Couet, J., Lisanti, M.272. 33416-33421 (1997)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Mizuno, K., Noda, K., Araki, T., Imaoka, T., Kobayashi, Y., Akita, Y., Shimonaka, M., Kishi, S.and Ohno, S.: "The proteolytic cleavage of protein kinase C isotyper, which generates kinase and regulatory fragments, correlates with Fas-mediated and 12-0-tetradecanoyl-phorbol-13-acetate-induced apotosis." Eur.J., Biochem.250. 7-18 (1997)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Lu, Z., Hornia, A., Jiang, Y-W., Frankel, P., Zang Q., Ohno, S.and D.A.: "Tumor-promotion by depleting cells of protein kinase Cd." Molecular and Cellular Biol., Foster. 17. 3418-3428 (1997)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Fukumoto, S., Nishizawa, Y., Hosoi, M., Koyama, H., Yamakawa, K.: "Protein kinase C delta isoform inhibits the proliferation of vascular smooth muscle cells through suppressiong G1 cyclins expression." J.Biol.Chem., Ohno, S.and Morii, H.272. 13816-13822 (1997)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Izumi, Y., Hirai, S., Tamai, Y., Fujise-Matsuoka, A., Nishimura, Y.and Ohno, S.: "A protein kinase C delta-binding protein SRBC whose expression is induced by serum starvation." J.Biol.Chem.272. 7381-7389 (1997)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Ohno, S.: "The distinct biological potential of PKC isotypes." in Protein Kinase C, pp75-93 (eds.Parker, P.J.and Dekker, L.V., R.G.Lands Company, Springer). (1997)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Izumi,Y.,Hirata,M.,Hasuwa,H.,Iwamoto,R.,Umata,T.,Miyado,K.,Tamai,Y.,Kurisaki,T.,Sehara-Fujisawa,A.,Ohno,S.and Mekada,E.: "A metalloprotease-disintegrin,MDC9/Meltrin-γ/ADM9,and PKCδ are involved in TPA-induced ectodomain shedding of membrane-anchored heparin-binding EGF-like growth factor." EMBO J. 24. 7260-7272 (1998)
• [文献書誌] Kotani,K.,Ogawa,W.,Matsumoto,M.,Kitamura,T.,Sakaue,H.,Hino,Y.,Miyake,K.,Sano,W.,Akimoto,k.,Ohno,S.and Kasuga,M.: "Requirement of atypical PKCλ for insulin stimulation of glucose uptake but not for Akt activation in 3T3-L1 adipocytes." Molecular and Cellular Biol.18. 6971-6982 (1998)
• [文献書誌] Akimoto,K.,Nakaya,M.,Yamanaka,T.,Tanaka,J.,Matsuda,S.,Weng,Q-P.,Avruch,J.and Ohno,S.: "Atypical PKC1 binds and regulates p70 S6 kinase." Biochem.J.335. 417-424 (1998)
• [文献書誌] Tabuse,Y.,Izumi,Y.,Piano,F.,Kemphues,K.J.,Miwa,J.and Ohno,S.: "Atypical Protein Kinase C Cooperates with PAR-3 to Establish Embryonic Polarity in Caenorhabditis elegans." Development. 125. 3607-3614 (1998)
• [文献書誌] Mizuno,K.,Noda,K.,Araki,T.,Imaoka,T.,Kobayashi,Y.,Akita,Y.,Shimonaka,M.,kishi,S.and Ohno,S.: "The proteolytic cleavage of protein kinase C isotypes,which generates kinase and regulatory fragments,correlates with Fas-mediated and 12-0-tetradecanoyl-phorbol-13-acetate-induced apotosis." Eur.J.Biochem.250. 7-18 (1997)
• [文献書誌] Izumi,Y.,Hirai,S.,Tamai,Y.,Fujise-Matsuoka,A.,Nishimura,Y.and Ohno,S.: "A protein kinase C delta-binding protein SRBC whose expression is induced by serum Starvation." J.Biol.Chem.272. 7381-7389 (1997)
• [文献書誌] Ohno,S.: "The distinct biological potential of PKC isotypes.in Protein Kinase C" R.G.Lands Company,Springer, 19 (1997)
• [文献書誌] Hirai,S-I, Noda,K., Moriguchi,T,. Nishida,E., Yamashita,A., Deyama,T., Fukuyama,K.and Ohno,S.: "Differential activation of two JNK activators,MKK7 and SEK1,by MKN28-derived nonreceptor serine/threonine kinase/mixed lineage kinase 2." J.Biol.chem.(in press).
• [文献書誌] Suzuki,A., Sugiyama,Y., Hayashi,Y., Nyui,N., Yoshida,M., Nonaka,I., Ishiura,S., Arahata,K.and Ohno,S.: "MKBP,a novel member of the small heat shock protein family,binds and activates the myotonic dystrophy protein kinase (DMPK)." J.Cell.Biol.(in press).
• [文献書誌] Zhuang,S., Hirai,S-I, Mizuno,K,. Suzuki,A., Akimoto,K., Izumi,Y., Yamashita,A.and Ohno,S.: "Involvement of protein kinase C in the activation of extracelluar signal-regulated kinase 1/2 by UVC irradiation." Biochem.Biophys.Res.Commun.240. 273-278 (1997)
• [文献書誌] Ichimura,T., Ito,M., Itagaki,C., Takahashi,M., Horigome,T., Omata,S., Ohno,S.and Isobe,T.: "The 14-3-3 protein binds its target proteins with a common site located towards the C-terminus." FEBS Letter. 413. 273-276 (1997)
• [文献書誌] Oka,N., Yamamoto,M., Schwencke,C., Kawabe,J-I., Ebina,T., Ohno,S., Couet,J., Lisanti,M.P.and Ishiwaka,Y.: "Caveolin interaction with protein kinase C." J.Biol.Chem.272. 33416-33421 (1997)
• [文献書誌] Mizuno,K., Noda,K., Araki,T,. Imaoka,T., Kobayashi,Y., Akita,Y., Shimonaka,M., Kishi,S.and Ohno,S.: "The proteolytic cleavage of protein kinase C isotypes,which generates kinase and regulatory fragments,correlates with Fas-mediated and 12-0-tetradecanoyl-phorbol-13-acetate-induced apotpses." Eur.J.,Biochem.250. 7-18 (1997)
• [文献書誌] Nyui,N, Tamura,K., Mizuno,K., Ishigami,T., Hibi,K., Yabana,M., Kihara,M., Fukamizu,A., Ochiai,H., Umemura,S., Murakami,K., Ohno,S.and Ishii,M.: "Stretch-induced map kinase activation in cardiomyocytes of angiotensinogendeficient mice." Biochem.Biophys.Res.Commun.235. 36-41 (1997)
• [文献書誌] Osada,S., Izawa,M., Saito,R,. Mizuno,K., Suzuki,A., Hirai,S.and Ohno,S.: "YSK1,a novel mammalian protein kinase structurally related to Ste20 and SPS1,but not involved in the known MAPK pathways." Oncogene. 14. 2047-2057 (1997)
• [文献書誌] Kitamura,Y., Kitamura,T., Sakaue,H., Maeda,T., Ueno,H., Nishio,S., Ohno,S., Osada,S., Sakaue,M., Ogawa,W.and Kasuga,M.: "Interaction of Nck-associated protein 1 with activated GTP-binding protein Rac." Biochem.J.322. 873-878 (1997)
• [文献書誌] Ebina,T., Kawabe,J., Katada,T., Ohno,S., Homcy,C,J.and Ishikawa,Y.: "Conformation-dependentactivation of type II adenylylcyclase by protein kinase C." J.Cell Biochem.64. 492-498 (1997)
• [文献書誌] Lu,Z., Homia,A., Jiang,Y-W., Frankel,P., Zang Q., Ohno,S.and Foster,D.A.: "Trmor-promotion by depleting cells of protein kinase Cδ." Molecular and Cellular Biol.17. 3418-3428 (1997)
• [文献書誌] Fukumoto,S., Nishizawa,Y., Hosoi,M., Koyama,H., Yamakawa,K., Ohno,S.and Morii,H.: "Protein kinase C delta isoform inhibits the proliferation of vascular smooth muscle cells through suppressiong G1 cyclins expression." J.Biol.Chem.272. 13816-13822 (1997)
• [文献書誌] Hirai,S., Katoh,M., Terada,M., Kyriakis,J.M., Zon,L.L., Avruch,J.and Ohno,S.: "MST/MLK2,a member of the mixed lineage kinase family,directly phosphorylates and activates SEK1,an activator of JNK/SAPK." J.Biol.Chem.272. 15167-15173 (1997)
• [文献書誌] Izumi,Y., Hirai,S., Tamai,Y,. Fujise Matsuoka,A., Nishimura,Y.and Ohno,S.: "A protein kinase C delta-binding protein SRBC whose expression is induced by serum starvation." J.Biol.Chem.272. 7381-7389 (1997)
• [文献書誌] Osada,S., Izawa,M., Koyama,T., Hirai,S.and Ohno,S.: "A domain containing the Cdc42/Rac interactive binding (CRIB) region of p65PAK inhibits transcriptional activation and cell transformation mediated by Ras-Rac pathway." FEBS Letter. 404. 227-233 (1997)
• [文献書誌] Ohno,S.: "The distinct biological potential of PKC isotypes." in Protein Kinase C. 75-93 (1997)