ASK1キナーゼによる生理的な活性酸素シグナルの受容-応答分子機構の解明

• Project Area: Signaling functions of reactive oxygen species
• Project/Area Number: 21117507
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Biological Sciences
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 松沢 厚 東京大学, 大学院・薬学系研究科, 准教授 (80345256)
• Project Period (FY): 2009 – 2010
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2010)
• Budget Amount: ¥6,760,000 (Direct Cost: ¥5,200,000、Indirect Cost: ¥1,560,000); Fiscal Year 2010: ¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000); Fiscal Year 2009: ¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000)
• Keywords: 活性酸素 / ASK1 / シグナル伝達 / キナーゼ / センサー分子 / 脱ユビキチン化酵素 / ユビキチン化 / リン酸化

Research Abstract

本研究では、活性酸素のエフェクター分子ASK1キナーゼのシグナル複合体構成因子が、どのようにして活性酸素濃度を感知し、その濃度に応じた生理応答シグナルへと変換するのか、その生理的な活性酸素シグナルの受容-応答機構について分子レベルでの解明を目指すため、ASK1シグナル複合体の新規構成因子を網羅的に同定し、その機能解析を行い、その多様な生理的意義および疾患との関連性を明らかにすることを目的としている。既に同定した脱ユビキチン化酵素USP9Xによって、ASK1が活性化依存的にユビキチン化分解されるという昨年度までの知見を踏まえ、今年度はさらに、USP9Xの機能に拮抗するASK1ユビキチン化酵素を網羅的に同定できるスクリーニング系を構築し、実際にそのスクリーニングを進めた。その結果、ASK1のユビキチン化酵素として幾つかの候補分子を同定した。実際に、これらの分子はASK1と結合し、活性化依存的なASK1の分解を制御することが確認できた。現在、それらの詳細な生理的意義の解明を進めており、心筋梗塞や脳梗塞といった虚血性の疾患など活性酸素を介した、細胞死を原因とする様々な疾患との関連性を明らかにしたい。
また本研究では、その他のASK1シグナル複合体構成因子として、抗酸化蛋白質の一つを新たに同定したが、今年度ではその機能解析を行い、この抗酸化蛋白質が活性酸素センサー分子として機能すること、またASK1との結合部位と結合様式や、本抗酸化蛋白質が活性酸素刺激依存的なASK1の活性化にとって必須であることを明らかにした。以上の研究実績を基に、さらに新たなASK1シグナル複合体構成因子の同定を目指して新しい系の構築にも着手しており、新規構成因子の同定と機能解析を進めることで、ASK1キナーゼの活性化メカニズムの全貌に迫りたい。

Research Products

• [Journal Article] Regulation of the severity of neuroinflammation and demyelination by TLR-ASK1-p38 pathway. (2010)
  • Author(s): Guo X., et al.
  • Journal Title: EMBO Mol.Med. Volume: 2 Pages: 504-515
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] CHIP-dependent termination of MEKK2 regulates temporal ERK activation required for proper hyperosmotic response. (2010)
  • Author(s): Maruyama T., et al.
  • Journal Title: EMBO J. Volume: 29 Pages: 2501-2514
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Regulation of Apoptosis Signal-regulating Kinase 1 in redox signaling. (2010)
  • Author(s): Katagiri K., et al.
  • Journal Title: Methods Enzymol. Volume: 474 Pages: 277-288
• [Journal Article] ASK1 : Molecule Pages. (2010)
  • Author(s): Matsuzawa A., et al.
  • Journal Title: UCSD-Nature Signaling Gateway
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Different modes of ubiquitination of the adaptor TRAF3 selectively activate the expression of type I interferons and proinflammatory cytokines (2010)
  • Author(s): Tseng P.H., et al.
  • Journal Title: Nat.Immunol. 11 Pages: 70-75
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Selective activation of the p38 MAPK pathway by synthetic monophosphoryl lipid A. (2009)
  • Author(s): Cekic, C., et al.
  • Journal Title: J.Biol.Chem. 284 Pages: 31982-31991
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Ubiquitin-like sequence in ASK1 plays critical roles in the recognition and stabilization by USP9X and oxidative stress-induced cell death (2009)
  • Author(s): Nagai, H, et al.
  • Journal Title: Mol.Cell 36 Pages: 805-818
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] ASK1 and ASK2 differentially regulate the counteracting roles of apoptosis and inflammation in tumorigenesis (2009)
  • Author(s): Iriyama, T., et al.
  • Journal Title: EMBO J. 28 Pages: 843-853
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 活性酸素依存的な結合分子によるASK1キナーゼ活性制御 (2011)
  • Author(s): 松沢厚, 他
  • Organizer: 日本薬学会第131年会
  • Place of Presentation: 静岡(シンポジウム)
• [Presentation] 酸化ストレス依存的な結合タンパク質によるASK1キナーゼ活性制御 (2010)
  • Author(s): 松沢厚, 他
  • Organizer: 第33回日本分子生物学会
  • Place of Presentation: 神戸(ワークショップ)
• [Presentation] Different modes of ubiquitination of the adaptor TRAF3 selectively activate the expression of type I interferons and proinflammatory cytokines (2010)
  • Author(s): Matsuzawa A., et al.
  • Organizer: 14th International Congress of Immunology (Workshop)
  • Place of Presentation: Kobe
• [Presentation] ストレス応答キナーゼASK1の脱ユビキチン化を介したアポトーシス制御機構 (2010)
  • Author(s): 松沢厚, 他
  • Organizer: 第19回日本Cell Death学会
  • Place of Presentation: 名古屋
• [Presentation] Regulatory mechanisms of ROS-induced apoptosis and activation of the stress-responsive kinase ASK1 by the deubiquitinating enzyme USP9X (2010)
  • Author(s): Matsuzawa A., et al.
  • Organizer: The 6th International Conference on the Biology, Chemistry, and Therapeutic Applications of Nitric Oxide
  • Place of Presentation: Kyoto(Symposium)
• [Presentation] キナーゼシグナル封交代のサイトカイン受容体からの細胞質移行による時空間的活性制御 (2009)
  • Author(s): 松沢厚, 他
  • Organizer: 日本免疫学会総会・学術集会
  • Place of Presentation: 大阪
• [Presentation] ユビキチン-蛋白質分解システムによるNF-kB/MAPキナーゼシグナル活性化の新たな時空間的分離機構 (2009)
  • Author(s): 松沢厚
  • Organizer: 第32回日本分子生物学会年会(ワークショップ)
  • Place of Presentation: 横浜