formin相同蛋白質Fhosによる微小管-アクチン細胞骨格の動的制御機構

• Project/Area Number: 18790206
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: General medical chemistry
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: 武谷 立 Kyushu University, 生体防御医学研究所, 助教 (50335981)
• Project Period (FY): 2006 – 2007
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2007)
• Budget Amount: ¥3,500,000 (Direct Cost: ¥3,500,000); Fiscal Year 2007: ¥1,700,000 (Direct Cost: ¥1,700,000); Fiscal Year 2006: ¥1,800,000 (Direct Cost: ¥1,800,000)
• Keywords: シグナル伝達 / 細胞・組織

Research Abstract

本研究の目的は、formin相同蛋白質Fhos(Fhod)による微小管-アクチン両細胞骨格の動的制御機構の解明であった。Fhodは、分子のほぼ中央にポリプロリンの繰返し構造を持つFH(formin homology)1ドメイン、及びそのC末側に広く保存されたFH2ドメインを持ち、このFH1-FH2領域でアクチンの核化・重合能を有している。Fhodのアクチン重合活性は、N末領域とC末に存在するDAD(dia autoinhibitory domain)との自己分子内結合により普段は抑制されている。我々は、Rho結合キナーゼROCKがFhod1のDAD領域内のSer1131、Ser1137及びThrl141をリン酸化することを見出した。ROCKによるDAD領域内3残基のリン酸化によりFhod1-N末領域とFhod1-DAD間の分子内結合が消失し、これら3残基のリン酸化を模倣した全長変異体Fhod1(S1131D/S1137D/T1141D)は,C末欠失変異体と同様に著明なSF形成を誘導した。さらに血管内皮細胞において、トロンビンなどの血管作動性物質によりRho-ROCK経路を介してFhod1が実際にリン酸化されSF形成を誘導した。また,RNAiによりFhod1をノックダウンするとトロンビンによるSF形成は抑制された。以上より,ROCK依存的なリン酸化によりFhodが活性化されるという新しいformin相同蛋白質の活性化機構を明らかにすると同時に,血管内皮細胞でのSF形成にFhod1が必須の役割を果たすことを明らかにした。

Research Products

• [Journal Article] The mammalian formin FHOD1 is activated through phosphorylation by ROCK and mediates thrombin-induced stress fibre formation in endothelial cells (2008)
  • Author(s): Takeya, R., et. al.
  • Journal Title: EMBO J. 27 Pages: 618-628
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Interaction between the SH3 domains and C-terminal Proline-rich region in NADPH oxidase organizer 1(Noxo 1) (2007)
  • Author(s): Yamamoto, A, et. al.
  • Journal Title: Biochem Biophs Res Commun. 352 Pages: 560-565
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Full-length p40^<phox> structure suggests a basis for regulation mechanism of its membrane binding. (2007)
  • Author(s): Honbou, K, et. al.
  • Journal Title: EMBO J. 26 Pages: 1176-1186
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Interaction between the SH3 domains and C-terminal proline-rich region in NADPH oxidase organizer 1 (Noxol). (2007)
  • Author(s): Yamamoto, A., Kami, K., Takeya, R., Sumimoto, H.
  • Journal Title: Biochem Biophys Res Commun. 352(2) Pages: 560-565
• [Journal Article] Full-length p40^<phox> structure suggests a basis for regulation mechanism of its membrane binding. (2007)
  • Author(s): Honbou K, Minakami R, Yuzawa S, Takeya R, Suzuki NN, Kamakura S, Sumimoto H, Inagaki F
  • Journal Title: EMBO J. 26(4) Pages: 1176-1186
• [Journal Article] Regulation of superoxide-producing NADPH oxidases in nonphagocytic cells. (2006)
  • Author(s): Takeya, R., Ueno, N., Sumimoto, H.
  • Journal Title: Methods Enzymol. 406 Pages: 456-468
• [Journal Article] NMR solution structure of the tandem SH3 domains of p47^<phox> complexed with a p22^<phox>-derived proline-rich peptide. (2006)
  • Author(s): Ogura, K., Nobuhisa, I., Yuzawa, S., Takeya, R., Torikai, S., Saikawa, K., Sumimoto, H., Inagaki, F.
  • Journal Title: J. Biol. Chem. 281 Pages: 3660-3668
• [Journal Article] Activation of the superoxide-producing phagocyte NADPH oxidase requires co-operation between the tandem SH3 domains of p47^<phox> in recognition of a polyproline type II helix and an adjacent α-helix of p22^<phox>. (2006)
  • Author(s): Nobuhisa, I., Takeya, R., Ogura, K., Ueno, N., Kohda, D., Inagaki, F., Sumimoto, H.
  • Journal Title: Biochem. J. 396 Pages: 183-192
• [Journal Article] Regulation of novel superoxide-producing NAD(P)H oxidases. (2006)
  • Author(s): Takeya, R., Sumimoto, H.
  • Journal Title: Antioxid. Redox Signal. 8 Pages: 1523-1532
• [Journal Article] Direct involvement of the small GTPase Rac in activation of the superoxide- producing NADPH oxidase Noxl. (2006)
  • Author(s): Miyano, K., Ueno, N., Takeya, R., Sumimoto, H.
  • Journal Title: J. Biol. Chem 81 Pages: 21857-21868
• [Journal Article] Expression and function of Noxolγ, an alternative splicing form of the NADPH oxidase organizer 1. (2006)
  • Author(s): Takeya, R., Taura, M., Yamasaki, T., Naito, S., Sumimoto, H.
  • Journal Title: FEBS J 273 Pages: 3663-3677
• [Presentation] formin相同蛋白質Fhos1/FHODI のリン酸化による活性制御機構 (2007)
  • Author(s): 武谷 立, 他
  • Organizer: 第30回日本分子生物学会年会・第80回日本生化学会大会 合同大会
  • Place of Presentation: 横浜
  • Year and Date: 2007-12-13
• [Presentation] Phosphorylation-dependent activation of the formin-homology protein Fhos1/FHODI (2007)
  • Author(s): 武谷 立, 他
  • Organizer: 第40回日本発生生物学会・第59回日本細胞生物学会合同大会
  • Place of Presentation: 福岡
  • Year and Date: 2007-05-29