蛋白分解による細胞機能制御

1998 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 08278103
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
• Research Institution: Juntendo University
• Principal Investigator: 木南 英紀 順天堂大学, 医学部, 教授 (10035496)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 内山 安男 大阪大学, 大学院・医学研究科, 教授 (10049091) ; 大隈 良典 国立基礎生物学研究所, 教授 (30114416) ; 川島 誠一 東京都臨床医学総合研究所, 部長 (60008571) ; 名取 俊二 東京大学, 大学院・薬学系研究科, 教授 (50012662) ; 横沢 英良 北海道大学, 大学院・薬学研究科, 教授 (90012765)
• Keywords: 蛋白分解 / 細胞周期 / 細胞分化 / 細胞死 / カスパーゼ / リソソーム / 自食作用 / カルパスタチン

Research Abstract

4つの重点項目について以下の研究成果を得た。(1)細胞周期制御:横沢は出芽酵母の増殖に伴って、定常期で顕著に26Sプロテアソームの活性と蛋白質量が変動することを見出し、増殖依存性の因子が26Sプロテアソームの構築を制御しているということを示唆した。岸本は細胞周期におけるM期の終了はCdc2-サイクリンB複合体のサイクリンBのAPCによる蛋白分解によってもたらされるが、Cdc2はその直前に解離し、APC以外の巨大分子複合体中に取り込まれていることを示した。(2)細胞増殖・分化の制御:名取はセンチニクバエ幼虫の体液細胞が、異物と接触した時に放出する二つのサブユニットからなるプロテアーゼは、一つの前駆体蛋白から翻訳後にプロセッシングを受けて生ずることを明らかにした。川島は下垂体由来GH4C1細胞において、TRHおよびTPA刺激によりカルパスタチンmRNA量の増加を観察し、PKCを介するカルパスタチンmRNA発現制御機構の存在を示唆した。(3)細胞死制御:三浦はショウジョウバエ複眼及びS2細胞においてCED-4の過剰発現は、caspaseの活性化を伴う細胞死を誘導すること、この活性化にはCED-4にあるP-loopモチーフが必要であることを示した。内山は、無血清、NGF無添加で誘起されるアポトーシスの系で、カスパーゼが活性化されない条件では、カテプシンD/Bによる細胞死制御系が働くことを明確に示した。(4)恒常性の維持・監視の制御:大隅は自食作用に必須な新しいタンパク質結合反応が関与していることを明らかにした。すなわちApg12pはそのC-末端Gly残基が標的タンパクApg5pのLys残基にイソペプチド結合を形成する。この反応は広く真核細胞に保存されている。木南はこの系にApg7pがE1様酵素として働いていることを明らかにした。また、神経性セロイド様リポフスチン蓄積症におけるプロテオリピッドのリソソーム内蓄積は新しいプロテアーゼの欠損によりおこることを示した。

Research Products

• [Publications] Tanida,I.,et al.: "Apg7p/Cvt2p:a novel protein activating enzyme essential for autophagy" Mol.Biol.Cell. In press. (1999)
• [Publications] Ezaki,J.,et al.: "A lysosomal proteinase,the late infantile neuronal ceroid lipofuscinosis gene (CLN2) product,is essential for degradation of a hydrophobic protein,.-------" J.Neurochem.In press. (1999)
• [Publications] Mizushima,N.,et al.: "A novel protein conjugation system essential for autophagy." Nature. 395. 395-398 (1998)
• [Publications] Kametaka,S,,et al.: "Apg14p and Apg6/Vps30p form a protein complex essential for autophagy in the yeast." J.Biol.Chem.273. 22284-22291 (1998)
• [Publications] Wang,S.,Miura,M.,et all.: "Murine caspase-11,an ICE interacting protease,is essential for activation of ICE." Cell. 92. 501-509 (1998)
• [Publications] Kanuka,H.,et al.: "Pro-apoptotic activity of C.elegans CED-4 in Drosophila: implicated mechanisms for caspase activation." Proc.Natl.Acad.Sci.USA. 96. 145-150 (1999)
• [Publications] Fujimuro,M.et al.: "Growth-dependent change of the 26S proteasome in budding yeast." Biochem.Biophys.Res.Commun.251. 818-823 (1998)
• [Publications] Fujimuro,M.et al.: "Sonlp is a component of the 26S proteasome of the yeast Saccharomyces cerevisiae." FEBS Lett.423. 149-154 (1998)
• [Publications] Okano-Uchida,T.et al.: "In vivo Regulation of cyclin A/Cdc2 and cyclin B/Cdc2 through meiotic and early cleavage cycles in starfish." Develop.Biol.197. 39-53 (1998)
• [Publications] Matsubara,Y.: "Transient up-regulation of a prolyl-endopeptidase activity in the microsomal fraction of rat liver during its postnatal development." Eur.J.Biochem.252. 178-183 (1998)
• [Publications] Ishino,T.et al.: "cDNA Cloning of Prolyl Endopeptidase and Its Involvement in DNA Synthesis by Swiss 3T3 Cells." J.Biochem.97. 540-545 (1998)
• [Publications] Kawahara,A.et al.: "Caspase-independent cell killing by Fas-associated protein with death domain." J.Cell Biol.143. 1353-1360 (1998)