アンチザイムとアンチザイムインヒビターによるオルニチン脱炭酸酵素の相反的分解制御

1995 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 06680625
• Research Institution: The Jikei University School of Medicine
• Principal Investigator: 林 伸一 東京慈恵会医科大学, 医学部, 教授 (50028297)
• Keywords: オルニチン脱炭酸酵素 / アンチザイム / アンチザイムインヒビター / ポリアミン / テトラヒメナ / カエル

Research Abstract

ポリアミン合成の鍵酵素であるオルニチン脱炭酸酵素(ODC)はポリアミンで誘導される調節蛋白質アンチザイム(AZ)の結合によって不安定化され、26Sプロテアソームによって分解されるが、第2の調節蛋白質と目されるアンチザイムインヒビター(AI)はODC以上の親和性でAZと結合し、その作用を阻害する。本研究ではAIの本態と役割を明らかにするとともに、ユニークなODC分解制御系の分子進化を検討した。
1.AIcDNAをラット心臓より単離し、塩基配列を解析した結果、AIは448個のアミノ酸より成るポリペプチド(サブユニット)で、ラットODCと47.5%の相同性を有し、AZ結合部位は63%の相同性を示した。しかし、ODC分解に必須のC末端領域に該当する領域はなく、PEST領域も含まれていなかった。これらの結果から、AIはODCに類似しているがODCの翻訳後修飾産物ではなく、明確に異なる蛋白質であると結論した。
2.トランスフェクションによるAIの役割の検討は現在実施中であるが未だ結論を得ていない。
3.ODCの分解制御系の存在をすでに報告しているカエルのAZcDNAを単離し、塩基配列を解析した。その結果、カエルAZcDNAは99bpの長さを持ちラットAZcDNAと65%の相同性を示した。またラットの場合と同様に+1の翻訳フレームシフトを必要とする配列であった。テトラヒメナ(原虫)ではポリアミンがODCを抑制するが分解促進はみとめられず、AZのような阻害蛋白質も検出されなかった。

Research Products

• [Publications] Matsufuji S: "Autoregulatory frameshifting in decoding mammalian ornithine decarboxylase antizyme." Cell. 80. 51-60 (1995)
• [Publications] Hayashi S: "Rapid and regulated degradation of ornithine decarboxylase." Biochem J. 306. 1-10 (1995)
• [Publications] Ichiba T: "Nucleotide sequence of ornithine decarboxylase antizyme cDNA from Xenopus laevis." Biochem Biophys Acta. 1262. 83-86 (1995)
• [Publications] Hayashi S: "Ornithine decarboxylase antizyme: A novel type of regulatory protein." Trends Biochem Sci. 21. 27-30 (1996)
• [Publications] Murakami Y: "Cloning of antizyme inhibitor, a highly homogous protein to ornithine decarboxylase." J Biol Chem. 271(in press). 3340-3342 (1996)
• [Publications] Koguchi K: "Control of ornithine decardoxylase activity by polyamines and absence of antizyme in Tetrahymena." Comp Biochem Physiol. (in press). (1996)