膜マイクロドメイン局在化とγセクレターゼ活性制御機構の解明

• Project Area: Proteolysis in the Regulation of Biological Processes
• Project/Area Number: 21025004
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Biological Sciences
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 富田 泰輔 東京大学, 大学院・薬学系研究科, 准教授 (30292957)
• Project Period (FY): 2009 – 2010
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2010)
• Budget Amount: ¥6,700,000 (Direct Cost: ¥6,700,000); Fiscal Year 2010: ¥3,400,000 (Direct Cost: ¥3,400,000); Fiscal Year 2009: ¥3,300,000 (Direct Cost: ¥3,300,000)
• Keywords: 酵素 / バイオテクノロジー / 脳神経疾患 / 薬学

Research Abstract

アルツハイマー病発症に関わるAβ産生を遂行する酵素であるγセクレターゼは、膜内配列切断酵素の一つであり、同時に様々な一回膜貫通型タンパクを基質としてシグナル伝達に関与しているため、単純な活性阻害では副作用が誘発される可能性が示唆されている。γセクレターゼはプレセニリン・ニカストリン・Aph-1・Pen-2を基本構成因子とする高分子量膜タンパク複合体であることが明らかとなっているが、その他に様々な「機能修飾サブユニット」との結合が推定されている。最近になり、細胞内局在の違いによって基質特異性や切断活性の異なるγセクレターゼ活性が見られることが報告された。これまでに細胞内局在を見分ける抗γセクレターゼ特異抗体による複合体の精製と膜タンパクショットガンプロテオミクスを組み合わせ、γセクレターゼ複合体構成因子の一括同定・機能解析を行った。その結果、特に活性型γセクレターゼ複合体を認識する抗体により、細胞表面膜上にマイクロドメインを形成していることが知られているテトラスパニンファミリー分子を同定し、γセクレターゼ及び基質のエンドサイトーシスの制御を通じてAβ産生に影響を与えていることを見出した。また小胞体からゴルジ体への小胞輸送に関わる分子Surf4が基質の特異的輸送制御を行うことでγセクレターゼによる切断に影響を与えていることを見出した。活性中心サブユニットであるプレセニリンの第二・六膜貫通領域に基質認識に関わるドメインがあることを見出した。

Research Products

• [Journal Article] Functional analysis of the transmembrane domain of preseniln 1 participation of transmembrane domains 2 and 6 in the formation of initial substrate-binding site of γ-secretase. (2010)
  • Author(s): Naoto Watanabe
  • Journal Title: The Journal of Biological Chemistry Volume: 285 Pages: 19738-19746
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] γ-セクレターゼの構造・機能解析-プロテオミクス解析による創薬標的分子の同定- (2010)
  • Author(s): 富田泰輔
  • Journal Title: 実験医学増刊 創薬・タンパク質研究のためのプロテオミクス解析 Pages: 197-202
• [Journal Article] Secretase inhibitors and modulators for Alzheimer's disease treatment (2009)
  • Author(s): Tomita T
  • Journal Title: Expert Rev Neurotherapeutics 5 Pages: 661-679
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Single chain variable fragment against Nicastrin inhibits the gamma-secretase activity (2009)
  • Author(s): Hayashi I, et al.
  • Journal Title: J Biol Chem 284 Pages: 27838-27847
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Development of photoaffinity probes for gamma-secretase equipped with a nitrobenzenesulfonamide-type cleavable linker (2009)
  • Author(s): Yokoshima S, et al.
  • Journal Title: Bioorg Med Chem Lett 19 Pages: 6869-6871
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Neutralization of Gamma-secretase Activity by Monoclonal Antibody against Extracellular Domain of Nicastrin (2011)
  • Author(s): Yuichi Morohashi
  • Organizer: The 10th International Congress on Alzheimer's & Parkinson's Diseases
  • Place of Presentation: Barcelona, Spain
  • Year and Date: 2011-03-11
• [Presentation] SFT-4 regulates Notch signaling pathway (2010)
  • Author(s): 石渡智之
  • Organizer: 第5回Notch研究会
  • Place of Presentation: 千葉
  • Year and Date: 2010-11-08
• [Presentation] γ-secretase interacting tetraspanin CD81 is involved in the internalization of the γ-secretase and its substrates to the endocytic compartment (2010)
  • Author(s): 高鳥翔
  • Organizer: 第5回Notch研究会
  • Place of Presentation: 千葉
  • Year and Date: 2010-11-08
• [Presentation] SFT-4 regulates Notch signaling pathway (2010)
  • Author(s): 石渡智之
  • Organizer: 4th East Asia C.elegans Meeting
  • Place of Presentation: 東京
• [Presentation] Identification and functional analysis of a substrate-specific genetic modulator for γ-secretase cleavage (2010)
  • Author(s): 一色隼人
  • Organizer: 平成22年度 包括型脳科学研究推進支援ネットワーク夏のワークショップ
  • Place of Presentation: 札幌
• [Presentation] 抗ニカストリン一本鎖抗体の性状解析 (2010)
  • Author(s): 福田磨育子
  • Organizer: 第29回日本認知症学会
  • Place of Presentation: 名古屋
• [Presentation] 新規γセクレターゼ基質としての Neuroligin の同定およびその解析 (2009)
  • Author(s): 鈴木邦道
  • Organizer: 第28回日本認知症学会
  • Place of Presentation: 仙台
  • Year and Date: 2009-11-20
• [Presentation] Functional antibody strategies for the regulation of gamma-secretase activity (2009)
  • Author(s): Takatori S
  • Organizer: 第4回 Notch 研究会
  • Place of Presentation: 三島
  • Year and Date: 2009-07-30
• [Presentation] Single chain variable fragment against Nicastrin inhibits the gamma-secretase activity (2009)
  • Author(s): Tomita T
  • Organizer: International Conference on Alzheimer's disease 2009
  • Place of Presentation: Vienna, Austria
  • Year and Date: 2009-07-15
• [Presentation] Intrabody against immature nicastrin disrupts the proper folding and the glycosyl maturation of the extracellular domain of nicastrin (2009)
  • Author(s): Hayashi I
  • Organizer: International Conference on Alzheimer's disease 2009
  • Place of Presentation: Vienna, Austria
  • Year and Date: 2009-07-14
• [Presentation] Three dimensional structure of signal peptide peptidase (2009)
  • Author(s): Miyashita H
  • Organizer: International Conference on Alzheimer's disease 2009
  • Place of Presentation: Vienna, Austria
  • Year and Date: 2009-07-14
• [Remarks]
  • URL: http://www.f.u-tokyo.ac.jp/~neuropsc/index.html
• [Remarks]
  • URL: http://www.f.u-tokyo.ac.jp/~neuropsc/index.html
• [Patent(Industrial Property Rights)] γセクレターゼ活性調節因子 (2009)
  • Inventor(s): 富田泰輔
  • Industrial Property Rights Holder: 東京大学
  • Industrial Property Number: 2009-277604
  • Filing Date: 2009-12-07