家族性パーキンソン病責任遺伝子産物LRRK2の機能解析

• Project/Area Number: 18890053
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (Start-up)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Biological pharmacy
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 伊藤 弦太 The University of Tokyo, 大学院・薬学系研究科, 助教 (10431892)
• Project Period (FY): 2006 – 2007
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2007)
• Budget Amount: ¥2,620,000 (Direct Cost: ¥2,620,000); Fiscal Year 2007: ¥1,310,000 (Direct Cost: ¥1,310,000); Fiscal Year 2006: ¥1,310,000 (Direct Cost: ¥1,310,000)
• Keywords: パーキンソン病 / キナーゼ / GTP結合タンパク質

Research Abstract

優性遺伝性パーキンソン病(FPD)の中でも頻度の高いPARK8の病因遺伝子産物LRRK2は、Ras様GTP結合ドメイン(Rocドメイン)、プロテインキナーゼドメインを併せ持つ、約2500アミノ酸からなる蛋白質である。これまでにLRRK2が培養細胞内においでGTP結合依存的にリン酸化を受けることを見出したが、そのリン酸化残基や機能的意義は明らかでなかった。
まず、アミノ末端に3xFLAGタグを付加した全長LRRK2を恒常発現するHEK293細胞株を作製し、FLAGタグに対する抗体カラムを用いて全長LRRK2を精製した。精製したLRRK2が自己リン酸化活性ならびに基質(Moesin)リン酸化活性を保持していることを確認した。精製したLRRK2をトリプシンによりSDS-PAGEゲル内において消化し、Fe^<3+>ビーズを用いてリン酸化ペプチドを濃縮したのちにMALDI-TOF質量分析計により解析した。その結果、リン酸化ペプチドは複数検出されたが、いずれのリン酸化残基もLRRドメインのアミノ末端側に局在することが明らかになった。さらにタンデム質量分析により、LRRK2のSer910およびSer973がリン酸化を受けることを明らかにした。また、LRRK2のRocドメインよりC末端側をGST融合タンパク質として培養細胞に発現させると、細胞内において他のキナーゼによるリン酸化を受けないことから、LRRドメインを中心とするN末端側領域がリン酸化部位であることを確認した。
これらのリン酸化残基のAlaもしくはAsp置換体の機能解析(GTP結合活性、キナーゼ活性)から、LRRK2活性制御における細胞内リン酸化の役割が明らかになると期待される。

Research Products

• [Journal Article] Leucine-rich repeat kinase 2 colocalizes with alpha-synuclein in Parkinson's disease, but not tau-containing deposits in tauopathies (2008)
  • Author(s): Perry G
  • Journal Title: Neurodegenerative Diseases 5(3-4) Pages: 222-224
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Cytoplasmic localization and proteasomal degradation of N-terminally cleaved form of PINK1 (2007)
  • Author(s): Takatori S
  • Journal Title: Neuroscience Letters 430(1) Pages: 13-17
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Enhanced accumulation of phosphorylated alpha-synuclein and elevated beta-amyloid 42/40 fatio caused by expression of the presenilin-1 deltaT440 mutant associated with familial Lewy body disease and variant Alzheimer's disease (2007)
  • Author(s): Kaneko H
  • Journal Title: Journal of Neuroscience 27(48) Pages: 13092-13097
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] GTP binding is essential to the protein kinase activity of LRRK2, a causative gene product for familial Parkinson's disease (2007)
  • Author(s): Genta Ito
  • Journal Title: Biochemistry 46(5) Pages: 1380-1388
• [Presentation] Characterization of phosphorylation of LRRK2 (2007)
  • Author(s): Genta Ito
  • Organizer: Neuroscience 2007
  • Place of Presentation: サンディエゴ(アメリカ合衆国)
  • Year and Date: 2007-11-04
• [Remarks]
  • URL: http://web.f.u-tokyo.ac.jp/~neuropsc/