アポトーシス阻害タンパク(IAP)によるカスペース阻害の分子機構の解明

Research Project

Project/Area Number	11157234
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
Allocation Type	Single-year Grants
Research Institution	The Institute of Physical and Chemical Research
Principal Investigator	高橋良輔理化学研究所, 運動系神経変性研究チーム, チームリーダー(研究職) (90216771)
Project Period (FY)	1999
Project Status	Completed (Fiscal Year 1999)
Budget Amount *help	¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000) Fiscal Year 1999: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
Keywords	アポトーシス阻害タンパク / XIAP / BIR / カスペース-3 / カスペース-7 / 競合的阻害剤 / 非競合的阻害剤
Research Abstract	X染色体連鎖アポトーシス阻害タンパク(XIAP)はアポトーシスの実行において中心的な役割を果たす蛋白質分解酵素、カスペース-3,7,9の選択的な阻害因子である。XIAPはBIRという約70アミノ酸からなる特徴的なモチーフを3個(BIR1,2,3)繰り返し構造としてN末側に有するが、我々はそのうち、BIR2とよばれる領域がカスペース-3,-7を阻害するのに必要かつ十分であることを見いだした。カスペース-3、-7は配列上のホモロジーが高く、基質特異性も大変よく似ていることから、XIAPがこの二つの酵素を阻害する仕組みも同じと予想された。ところが本研究で行った酵素学的な解析によって、XIAPはカスペース-3に対しては競合的阻害剤として、またカスペース-7に対しては非競合的阻害剤として作用することが明らかになった。XIAPの構造機能解析によって、148番目のアスパラギン酸(D148)がカスペース-3の競合的阻害に、またBIR2モチーフがカスペース-7の非競合的阻害に必要であることが示された。またカスペース-7側ではN末領域の一部がBIR2モチーフと結合し、非競合的阻害が起こることがわかった。D148をアラニンに変異させたXIAP(XIAP-D148A)はカスペース-3は全く阻害しないが、カスペース-7を特異的に阻害することも判明した(論文投稿中)。この変異体を用いて、さまざまな生理的および病理的条件におけるカスペース-7の役割を調べることがはじめて可能になった。今後変異体を用いてカスペース7の生理的、病理的意義を解明したいと考えている。またこの研究をもとにカスペース7特異的なカスペース阻害剤の開発も視野に入れている。