低分子量GTP結合蛋白質による細胞骨格と細胞接着の制御機構

1997 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 09480196
• Research Institution: Nara Institute of Science and Technology
• Principal Investigator: 貝淵 弘三 奈良先端科学技術大学院大学, バイオサイエンス研究科, 教授 (00169377)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 黒田 真也 奈良先端科学技術大学院大学, バイオサイエンス研究科, 助手 (50273850)
• Keywords: 低分子量G蛋白質 / Rho-kinase / リン酸化 / 細胞接着

Research Abstract

低分子量G蛋白質のRhoファミリー(Rho、Cdc42、Rac)は細胞接着、細胞骨格を制御しているが、その作用機構は不明であった。私共はRhoの標的蛋白質としてセリン・スレオニンキナーゼであるPKN、Rho-kinase、myosin phosphataseの制御サブユニットであるMBS(myosin-binding subunit)を、Rac、Cdc42の標的分子としてIQGAPlを同定している。これらの低分子量G蛋白質とその標的蛋白質による細胞接着、細胞骨格の制御機構を明らかにする目的で、解析を進めた。私共は、Rho-kinaseがMBSをリン酸化してmyosin phosphataseの活性を抑制するとともに、myosin light chainそのものも直接リン酸化することを見出した。Rho-kinaseは、この二つのpathwayによりmyosin light chainのリン酸化レベルを上昇させ、その結果myosinATPase活性を上昇させることを見出した。また、Rho-kinaseの新たな基質として細胞膜裏打ち骨格蛋白質のひとつであるERMファミリーを見出した。ERMは、MBSと直接結合して、複合体を形成することによりリン酸化されやすくなることも見出した。さらに、Rho、Rho-kinaseの新しい機能としてneurite retractionを制御することも見出している。Cdc42とRac1の標的蛋白質IQGAP1が、細胞間接着部位に濃縮されcadherin・cateninと直接結合することを見出した。さらに、IQGAP1をoverexpressするとcadherin依存性の細胞間接着が抑制されることを見出した。このIQGAP1の作用は活性型Cdc42によりreverseされた。
以上本年度の研究計画はほぼ達成することができたと考えている。

Research Products

• [Publications] M.Amano et al.: "Formation of actin stress fibers and focal adhesions euhunced by Rho-kinase" Science. 275. 1308-1311 (1997)
• [Publications] K.Chihara et al.: "Cytoskeletal rearrangements and transciptional activation of c-fos serum respouse element by Rho-kinase" Journal of Biological Chemistry. 272. 25121-25127 (1997)
• [Publications] T.Yamamoto et al.: "The Ras farget AF-6 interacts with ZO-1 and serves as a peripheral component of fight junctions in epithelial cells" Journal of Cell Biology. 139. 785-796 (1997)