内分泌攪乱物質のターゲットタンパク質DJ-1の機能解析

• Project/Area Number: 14042202
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Science and Engineering
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: 有賀 寛芳 北海道大学, 大学院・薬学研究科, 教授 (20143505)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 有賀 早苗 北海道大学, 大学院・薬学研究科, 教授 (90184283) ; 平 敬宏 北海道大学, 大学院・薬学研究科, 助教授 (70197036) ; 松本 健一 北海道大学, 大学院・薬学研究科, 助教授 (30202328)
• Project Period (FY): 2002 – 2003
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2003)
• Budget Amount: ¥4,200,000 (Direct Cost: ¥4,200,000); Fiscal Year 2003: ¥2,000,000 (Direct Cost: ¥2,000,000); Fiscal Year 2002: ¥2,200,000 (Direct Cost: ¥2,200,000)
• Keywords: DJ-1 / アンドロゲン受容体 / 内分泌攪乱物質 / 受精 / プロテアーゼ / 活性酸素 / パーキンソン氏病 / 癌遺伝子

Research Abstract

1.DJ-1の抗酸化ストレス機能
DJ-1は過酸化水素などの活性酸素により誘導される、還元型から自己酸化されることで活性酸素を除去することがin vitro, in vivoで明らかとなった。この機能にはDJ-1のダイマー形成が必須である。6-OHDA,MPP+などの神経毒は細胞に活性酸素を誘発し酸化ストレスを起こすことで神経細胞死を起こすが、DJ-1ノックダウン細胞ではこれらに対する感受性が増加し、逆にDJ-1過剰発現細胞では抵抗性を示した。DJ-1のSUMO-1化、ダイマー形成、DJ-1プロテアーゼ能の変異体、パーキンソン病に見られるL166P変異では自己酸化能、細胞死抵抗性が欠如していた。
2.ビスフェノールAによる活性酸素誘導とそれに対応するDJ-1の誘導
ビスフェノールAはエストロゲン様活性により内分泌かく乱作用を有すると一般に考えられているが、エストロゲン活性は極めて弱く、ビスフェノールAの多様な作用機作は解明されていない。ビスフェノールA投与マウス脳、精子、培養脳、精子関連細胞では活性酸素が誘発され、それに伴ってDJ-1の酸化体と発現誘導が起こった。ビスフェノールA投与マウスはパーキンソン病様の神経細胞死が起こることが知られているが、1と合わせて酸化ストレスがビスフェノールAの1つの作用機作と考えられ、その除去にDJ-1が関与することが明らかとなった。
3.DJ-1のSUMO-1化とプロテアーゼ機能
DJ-1の130番目のリジンがSUMO-1化されることがDJ-1の全ての活性に必須である。L166P変異は過剰にSUMO-1されることで機能不全を起こしていた。方、DJ-1はC106を活性中心としたプロテアーゼであり、その基質としてパーキンソン病で封入対を形成するPaer受容体を同定した。

Research Products

• [Publications] Ariga et al.: "DJ-1, a target protein of androgen-related endocrine disrupters"Environmental Sci.. 10. 13-21 (2003)
• [Publications] Furusawa et al.: "Molecular cloning of the mouse AMY-1 gene and identification of the synergistic activation of the AMY-1 promoter by GATA-1 and Sp1"Genomics. 81. 221-233 (2003)
• [Publications] Niki et al.: "DJBP, a novel DJ-1-binding protein, negatively regulates the androgen receptor by recruiting histone deacetylase complex, and DJ-1 antagonizes this inhibition by abrogation of this complex."Mol.Cancer Res.. 1. 247-261 (2003)
• [Publications] Kuroda et al.: "The actin-binding domain of Slac2-a/melanophilin is required for melanosome distribution in melanocyte."Mol.Cell.Biol.. 23. 5245-5255 (2003)
• [Publications] Honbou et al.: "The Crystal structure of DJ-1, a protein related to male fertility and Parkinson's disease."J.Biol.Chem. 278. 31380-31384 (2003)
• [Publications] Taira et al.: "DJ-1 plays a role in anti-oxidative stress to prevent cell death"EMBO Rep.. 5. 213-218 (2004)
• [Publications] 有賀寛芳: "生物薬科学実験講座6・細胞の増殖と成長因子(1)細胞周期の解析"廣川書店. 5 (2003)
• [Publications] Yukitake et al.: "AAT-1, a novel testis-specific AMY-1-binding protein, forms a quarterly complex between AMY-1, A-kinase anchor protein 84 and a regulatory subunit of cAMP-dependent kinase, and is phosphorylated by its kinase"J. Biol. Chem.. 277. 45480-45492 (2002)
• [Publications] Furusawa et al.: "AMY-1 interacts with S-AKAP84 and AKAP95 in the cytoplasm and the nucleus, respectively, and inhibits cAMP-dependent protein kinase activity by preventing binding of its catalytic subunit to AKAP complex"J. Biol. Chem.. 277. 50885-50892 (2002)
• [Publications] Yukitake et al.: "AMAP-1, a novel testis-specific AMY-1-binding protein, is differentially expressed during the course of spermatogenesis"Biochim. Biophyta Acta. 1577. 126-132 (2002)
• [Publications] Okada et al.: "DJ-1, a target protein for an endocrine disrupter, participates in the fertilization in mice"Biol. Pharm. Bull.. 25. 853-856 (2002)
• [Publications] Ariga et al.: "DJ-1, a target protein of androgen-related endocrine disrupters (minireview)"Environmental Sci.. 10. 13-21 (2003)
• [Publications] Niki et al.: "DJBP, a novel DJ-1-binding protein, negatively regulates the androgen receptor by recruiting histone deacetylase complex, and DJ-1 antagonizes this inhibition by abrogation of this complex"Mol. Cancer Res. (in press). (2003)