p57^<kip2>のユビキチンリガーゼ(E3)の同定

• Project/Area Number: 14033254
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Biological Sciences
• Research Institution: Tokyo Metropolitan Organization for Medical Research
• Principal Investigator: 村田 茂穂 (財)東京都医学研究機構, 東京都臨床医学総合研究所, 研究員 (20344070)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 千葉 智樹 (財)東京都医学研究機構, 東京都臨床医学総合研究所, 研究員 (00311423)
• Project Period (FY): 2002 – 2003
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2003)
• Budget Amount: ¥4,000,000 (Direct Cost: ¥4,000,000); Fiscal Year 2003: ¥1,600,000 (Direct Cost: ¥1,600,000); Fiscal Year 2002: ¥2,400,000 (Direct Cost: ¥2,400,000)
• Keywords: 細胞周期 / ユビキチンリガーゼ / CDKインヒビター / TGFβ / 骨分化

Research Abstract

当該研究部門ではCDK(サイクリン依存性キナーゼ)インヒビターであるp57^<Kip2>の作用についてマウスやラットから分離した骨芽細胞における機能解析を進めてきた.その結果,申請者らは(1)p57^<Kip2>がTGFβの刺激で速やかに分解すること(J.Biol.Chem.,1999)と(2)TGFβ依存的なp57^<Kip2>の分解が,TGFβシグナル系の仲介因子Smad依存的な転写を介していることを明らかにした(J.Biol.Chem.,2001).その後の研究から,もう一つのCDKインヒビターであるp27^<Kip1>の動態と併せて解析した結果,TGFβ刺激はp57^<Kip2>の分解を誘導したが,、p27^<Kip1>の分解を誘導しないこと,さらにp57^<Kip2>の分解消失は細胞の増殖開始とは関係しないことを突き止めた.次に骨分化を誘導するBMP (bone morphologic protein)刺激を加えたところp57^<Kip2>の分解消失は認められない事を見い出し,さらにp57^<Kip2>がTGFβ刺激によって分解されるとBMP刺激による骨分化誘導が阻害されることを明らかにした(論文投稿中).これらの結果から,p57^<Kip2>のノックアウトマウスで報告された骨形成異常の生理的意義を説明することが可能となった.即ち,p27^<Kip1>とp57^<Kip2>のユビキチン化依存的な分解は,骨芽細胞の増殖と分化の制御に重要な役割を果たしていることが明らかになったのである.我々は以前にSCFユビキチンリガーゼの必須な制御因子であるUba3のノックアウトマウスでp57^<Kip2>が蓄積していることを明らかにしており,現在TGFβ刺激によって誘導される新たなユビキチンリガーゼ(E3)がp57^<Kip2>特異的なユビキチンリガーゼである可能性について解析を行っている.そして骨芽細胞にTGFβ刺激したさいに発現が誘導されるE3の同定に成功した。さらにこのE3がp57に特異的に結合すること、in vitroでp57のリン酸化特異的にユビキチン化を行うことを見いだし、p57特異的なE3であることを明らかにした。

Research Products

• [Publications] Murata S, Chiba T, Tanaka K.: "CHIP : a quality-control E3 ligase collaborating with molecular chaperones."Int J Biochem Cell Biol. 35(5). 572-578 (2003)
• [Publications] Hirano Y, Murata S, Tanaka K, Shimizu M, Sato R.: "Sterol regulatory element-binding proteins are negatively regulated through SUMO-1 modification independent of the ubiquitin/26 S proteasome pathway."J Biol Chem.. 278(19). 16809-16819 (2003)
• [Publications] Moriishi K, Okabayashi T, Nakai K, Moriya K, Koike K, Murata S et al.: "PA28gamma-dependent nuclear retention and degradation of hepatitis C virus core protein."J Virol. 77(19). 10237-10249 (2003)
• [Publications] Mizushima T, Hirao T, Yoshida Y, Lee SJ, Chiba T, Iwai K et al.: "Structural basis of sugar-recognizing ubiquitin ligase."Nat Struct Mol Biol.. (in press). (2004)
• [Publications] Yoshida Y, Tokunaga F, Chiba T, Iwai K, Tanaka K, Tai T.: "Fbs2 is a new member of the E3 ubiquitin ligase family that recognizes sugar chains."J Biol Chem. 278(44). 43877-43884 (2003)
• [Publications] Tanahashi-Hori T, Tanahashi N, Tanaka K, Chiba T.: "Conditional knockdown of proteasomes results in cell-cycle arrest and enhanced expression of molecular chaperones Hsp70 and Hsp40 in chicken DT40 cells."J Biol Chem. 278(18). 16237-16243 (2003)
• [Publications] Nishimori S, Tanaka Y, Chiba T, Fujii M, Imamura T, Miyazono K, Ogasawara I, Kawaguchi H, Igarashi T, Fujita T, Tanaka K, Toyashima H.: "Smad-mediated transcription is required for transforming growth factor-beta 1-induced p57(Kip2) proteolysis in osteoblastic cells"The Journal of Biological Chemistry. 276. 10700-10705 (2001)
• [Publications] Niwa, J., Ishigaki, S., Hishikawa, N., Yamamoto, M., Doyu, M., Murata S., Tanaka, K., Taniguchi, N., Sobue, G: "Dorfin ubiquitylates mutant SOD1 and prevents mutant SOD1-mediated neurotoxicity"The Journal of Biological Chemistry. 277. 36793-36798 (2002)
• [Publications] Yamano, T., Murata, S., Shimbara, N., Tanaka, N., Chiba, T., Tanaka, K., Yui, K., Udono, H.: "Two distinct pathways mediated by PA28 and hsp90 in major histocompatibility complex class I antigen processing"The Journal of Experimental Medicine. 196. 185-196 (2002)
• [Publications] Murata, S., Chiba, T., Tanaka, K.: "CHIP : a quality-control E3 ligase collaborating with molecular chaperones"The International Journal of Biochemistry and Cell Biology. (In press).
• [Publications] Murata S, Minami Y, Minami M, Chiba T, Tanaka K.: "CHIP is a chaperone-dependent ES ligase that ubiquitylates unfolded protein"The EMBO Reports. 2. 1133-1138 (2001)
• [Publications] Tateishi K, Omata M, Tanaka K, Chiba T.: "The NEDD8 system is essential for cell cycle progression and morphogenetic pathway in mice"The Journal of Cell Biology. 155. 571-579 (2001)