分裂酵母の新規なチェックポイント因子Pmt3タンパク質の解析

• Project/Area Number: 09760089
• Research Category: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: 応用微生物学・応用生物化学
• Research Institution: Shimane University
• Principal Investigator: 田中 克典 島根大学, 生物資源科学部, 助教授 (60273926)
• Project Period (FY): 1997 – 1998
• Project Status: Completed (Fiscal Year 1998)
• Budget Amount: ¥2,200,000 (Direct Cost: ¥2,200,000); Fiscal Year 1998: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000); Fiscal Year 1997: ¥1,500,000 (Direct Cost: ¥1,500,000)
• Keywords: 分裂酵母 / チェックポイント / ユビキチン様因子 / 細胞周期 / Pmt3タンパク質

Research Abstract

近年、ユビキチン様修飾因子の存在が相次いで報告され、その翻訳後修飾による標的タンパク質の機能制御メカニズムが注目を浴びている。その中でも哺乳類細胞のSUMO-1は核輸送関連因子RanGAPlを翻訳後修飾し、RanBP2とのタンパク質間相互作用を生じさせることによりRanGAPlを核膜孔へ局在させる機能を持つことが示唆されている。
我々は、分裂酵母のSUMO-1ホモログ(Pmt3タンパク質と命名)の遺伝学的解析を行い以下の知見を得た。pmt3遺伝子が欠損すると、細胞は増殖が著しく悪くなり、生存率の低下及び温度感受性を示し、HU,TBZ,UV,MMSといった薬剤に対して強い感受性を示す。また、興味深いことに染色体分配の異常が生じ、テロメアが異常に伸長し、減数分裂或いは胞子形成過程に欠損が起きていることを見いだした。
一方、分裂酵母のSUMO-1修飾経路に関わるタンパク質群(El様酵素複合体:Rad31p+Fub2p、E2様酵素:Hus5p)を同定した。これらの変異株や破壊株では、テロメアの伸長を含め上記のpmt3破壊株とほぼ同様の表現型を示し、Pmt3pによる標的タンパク質の修飾反応が起こらないことを明らかにした。以上の結果より、分裂酵母SUMO-1修飾経路ではRad31pとFub2pのへテロダイマーをEl様酵素、Hus5pをE2様酵素として標的タンパク質を翻訳後修飾していることが示唆された。
GFPを用いた顕微鏡観察により、Pmt3pが核に特異的に局在することがわかった。その中でもPmt3pはSPB或いはキネトコアに強いスポット状の局在を示した。また、E1様酔素及びE2様酵素の変異株ではこの特異的なPmt3pの局在が損なわれていた。これらの結果は、分製酵母のSUMO-1修飾経路は少なくともSPB或いはキネトコアの構成因子を標的としていることを強く示唆している。