エンドソームにおける膜輸送の蛋白質脱ユビキチンヒによる調節

• Project/Area Number: 18050011
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Biological Sciences
• Research Institution: Tokyo Institute of Technology
• Principal Investigator: 駒田 雅之 Tokyo Institute of Technology, 大学院・生命理工学研究科, 准教授 (10225568)
• Project Period (FY): 2006 – 2007
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2007)
• Budget Amount: ¥6,000,000 (Direct Cost: ¥6,000,000); Fiscal Year 2007: ¥3,000,000 (Direct Cost: ¥3,000,000); Fiscal Year 2006: ¥3,000,000 (Direct Cost: ¥3,000,000)
• Keywords: 癌 / 酵素 / 細胞・組織 / 蛋白質

Research Abstract

脱ユビキチン(Ub)化酵素UBPYと共免疫沈降してくる結合タンパク質を質量分析を用いて同定した結果、14-3-3タンパク質がUBPYと結合することが明らかとなった。14-3-3タンパク質はこれまでに200種類以上の細胞内タンパク質と結合することが知られており、多くの場合、標的タンパク質のリン酸化依存的に結合してその酵素活性や細胞内局在などを制御する調節タンパク質である。14-3-3タンパク質はUBPYに存在する14-3-3結合コンセンサス配列RSYS^<680>SPにSer^<680>のリン酸化依存的に結合すること、この結合よりUBPYの酵素活性が抑制されることが明らかとなった。さらに、細胞分裂期にSer680が脱リン酸化されて14-3-3が解離しUBPYの酵素活性が上昇することがわかった。したがってUBPYが細胞分裂期に特異的な何らかの機能を有することが示唆された。
そこで細胞分裂期におけるUBPYの局在を調べた結果、細胞質分裂の最終ステージにcentral spindleに局在することが明らかとなった。また、エンドソームで機能するもう1つの脱Ub化酵素AMSHもcentral spindleに局在することを見出した。さらにその領域で一過的に強いタンパク質Ub化が起きることを見出した。RNAiを用いた実験から、UBPYとAMSHは効率のよい細胞質分裂に不可欠であることが明らかとなった。さらに、central spindleにおいてUb化されるタンパク質の1つとして、細胞質分裂の際の膜融合に必要なv-SNAREタンパク質VAMP8を同定した。VAMP8がUBPYとAMSHによって脱Ub化されることも示された。これらの結果から、細胞質分裂がVAMP8を含むタンパク質のUb化と脱Ub化によりダイナミックに制御されていることが示唆された。

Research Products

• [Journal Article] Contronling receptor downregulation by ubiquitination and deubiqutination. (2008)
  • Author(s): Komada, M.
  • Journal Title: Curr. Drug. Discov. Technol. 5 Pages: 78-84
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Ubiquitin-mediated proteasomal degradation of non-synonymous SNP variants of human ABC transporter ABCG2. (2008)
  • Author(s): Nakagawa, H.
  • Journal Title: Biochem. J. 411 Pages: 623-631
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Dynamic regulation of ubiquitnation and debiquition at the central spindle during cytokunesis. (2008)
  • Author(s): Mukai, A,
  • Journal Title: J, Cell Sci. 121 Pages: 1325-1333
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Intramolecular disulfide bond is a critica checkpoint determining degradative fates of ATP-binding cassette (ABC) transporter ABCG2 protein. (2007)
  • Author(s): Wakabayashi, k
  • Journal Title: J. Biol. Chem. 282 Pages: 27841-27846
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 14-3-3-depent inhibition of the deubiquitinating activity of UBPY and its cancellation in the M phase. (2007)
  • Author(s): Mizuno, E
  • Journal Title: Exp. Cell Res. 313 Pages: 3624-3634
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Interction of membrane skeletal protein, protein 4.1B and p55, and sodium bicarbonate cotransporter 1 in mouse renal S1-S2 proximal tubules. (2007)
  • Author(s): Terada, N.
  • Journal Title: J. Histochem. Cytochem, 55 Pages: 1199-1206
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Regulation of endosomal cargo sorting by deubiquitinating enzymes. (2007)
  • Author(s): komada, M,
  • Journal Title: Research Advances in biological Chemistry Pages: 27-38
• [Journal Article] 神経繊維ランビエ絞輪部近傍の軸索構築に関するタンパク質間相互作用 (2007)
  • Author(s): 寺田信生
  • Journal Title: 生体の科学 58 Pages: 476-477
• [Journal Article] Specific role of the truncated βIV-spectrin Σ6 in sodium channel clustering at axon initial segments and nodes of Ranvier (2007)
  • Author(s): Uemoto, Y.
  • Journal Title: J. Biol. Chem. 282 Pages: 6548-6555
• [Journal Article] βIV-spectrin forms a diffusion barrier against L1CAM at the axon initial segment. (2007)
  • Author(s): Nishimura, K.
  • Journal Title: Mol. Cell. Neurosci. 34 Pages: 422-430
• [Journal Article] Clathrin anchors deubiquitinating enzymes, AMSH and AMSH-like protein, on early endosomes (2006)
  • Author(s): Nakamura, N.
  • Journal Title: Genes Cells 11 Pages: 593-606
• [Journal Article] Expression of protein 4.1G in Schwann cells of the peripheral nervous system (2006)
  • Author(s): Ohno, N.
  • Journal Title: J. Neurosci. Res. 84 Pages: 568-577
• [Journal Article] A deubiquitinating enzyme UBPY regulates the level of protein ubiquitination on endosomes (2006)
  • Author(s): Mizuno, E.
  • Journal Title: Traffic 7 Pages: 1017-1031
• [Journal Article] The Ca^<2+>-binding protein ALG-2 is recruited to endoplasmic reticulum exit sites by Sec31A and stabilizes the localization of Sec31A (2006)
  • Author(s): Yamasaki, A.
  • Journal Title: Mol. Biol. Cell 17 Pages: 4876-4887
• [Journal Article] エンドソームにおけるメンブレントラフィックの脱ユビキチン化酵素による調節 (2006)
  • Author(s): 駒田 雅之
  • Journal Title: 細胞工学 25 Pages: 1258-1263
• [Presentation] エンドソームで働く脱ユビキチン化酵素UBPYの活性調節とその意義 (2007)
  • Author(s): 駒田 雅之
  • Organizer: 日本生化学会/日本分子生物学会合同大会BMB2007・ワークショップ
  • Place of Presentation: 横浜
  • Year and Date: 2007-12-15
• [Presentation] 脱ユビキチン化酵素USP36の機能解析 (2007)
  • Author(s): 遠藤・彬則
  • Organizer: 日本生化学会/日本分子生物学会合同大会BMB2007
  • Place of Presentation: 横浜
  • Year and Date: 2007-12-14
• [Presentation] Disuifide bond forthation plays a xrucial role in protein stabilty of human ABCG2 (2007)
  • Author(s): 若林 香菜子
  • Organizer: 日本生化学会/躰分子生物学会合同大会BMB2007
  • Place of Presentation: 横浜
  • Year and Date: 2007-12-14
• [Presentation] キイロショウジョウバエにおける脱ユビキチン化酵素UBPYの機能解析 (2007)
  • Author(s): 向井 明子
  • Organizer: 日本生化学会/日本分子生物学会合同大会BMB2007
  • Place of Presentation: 横浜
  • Year and Date: 2007-12-12
• [Presentation] ユビキチン化と脱ユビキチン化によるABCG2の発現レベル調節 (2007)
  • Author(s): 山口 徳之
  • Organizer: トランスポーター研究会第1回関東部会
  • Place of Presentation: 横浜
  • Year and Date: 2007-12-10
• [Presentation] Activation of an endosomal debiquitinating enzyme in Mphase (2007)
  • Author(s): 駒田 雅之
  • Organizer: 国際シンポジウム"メンブレントラフィック"
  • Place of Presentation: 淡路島
  • Year and Date: 2007-11-28
• [Presentation] ユビキチン化/脱ユビキチン化による受容体ダウンレギュレーションの調節 (2007)
  • Author(s): 駒田 雅之
  • Organizer: 第2回トランスポーター研究会・特別講演
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2007-06-09
• [Presentation] Ediosome-associated deubiquting enzyme UBPY is regulated by 14-3-3 proteins in the Mphase (2007)
  • Author(s): 駒田 雅之
  • Organizer: 第59回日本細胞生物学会・ワークショップ
  • Place of Presentation: 福岡
  • Year and Date: 2007-05-30
• [Book] バイオ系のための基礎化学問題集 (2008)
  • Author(s): 三原 久和
  • Publisher: 講談社サイエンティフィク
• [Book] トコトンやさしいタンパク質の本 (2007)
  • Author(s): 有坂 文雄
  • Publisher: 日刊工業新聞社
• [Remarks]
  • URL: http://www.kitamura-komada-lab.bio.titech.ac.jp./