情報ネットワークシステムとしてのプロテインホスファターゼ系の制御機構の研究

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 10480162
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: 菊池 九二三 北海道大学, 免疫科学研究所, 教授 (20006117)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 中村 恒史 北海道大学, 免疫科学研究所, 助手 (70281839) ; 島 礼 北海道大学, 免疫科学研究所, 助教授 (10196462)
• Keywords: プロテインホスファターゼ / チロシンホスファターゼ / 二重基質特異性ホスファターゼ / PTPε / トウトマイシン / 細胞分化 / 癌化 / アポトーシス

Research Abstract

既知の膜貫通型チロシンホスファターゼPTPεMに加えて,細胞質性の分子種PTPεCの存在を明らかにし,両者は,同一遺伝子の互いに異なるプロモーターにより転写が調節されていることを明らかにした。PTPε遺伝子は,PTPεMとPTPεCの間でエキソン5以下は共通で,PTPεMはエキソン1,2,3,5,PTPεCはエキソン4,5から成り,エキソン2と4にそれぞれ翻訳開始点がある。また新規の分子種PTPεCの過剰発現が,M1白血病細胞のIL-6(およびLIF)誘導性の増殖抑制やアポトーシスを強く負に制御することを明らかにした。マクロファージ分化マーカーのCD16の発現誘導も強く抑えた。この条件下で,Stat3のリン酸化を強く抑えるが,egr-1の上昇は抑えず,PTPεCの作用がJak下流系に限局されている。新規の二重基質特異性ホスファターゼの1分子種を見出し,TMDPと命名した。TMDPは22.5kDaでアミノ酸198個をコードする。低分子量ホスファターゼVHRと45.5%の相同性を示した。TMDPは精巣および骨格筋に限局して発現し,減数分裂の時期に特異的に発現されることを見出した。また活性中心近傍のセリン残基がアラニン残基に変異している疑似DSP分子種を新たに見出した。内因性の核性PP1インヒビターNIPP-1が肝癌で悪性度に比例して上昇すること,またNIPP-1が3種のPP1イソフォームに同程度の親和性で複合体を形成することを明らかにした。ホスファターゼ阻害物質トウトマイシンの右翼のスピロケタールにアポトーシス誘導能があることを見出し,その誘導体を合成し,そのC8にベンジルオキシメチル基のついた構造にさらに強いアポトーシス誘導能を見出した。以上の実験結果により,ホスファターゼの分子種・構造・調節に新知見を加えることができた。

Research Products

• [Publications] Yoko Imai: "Up-regulation of nuclear PP1α and PP1δ in hepatoma cells"International Journal of Oncology. 14(1). 121-126 (1999)
• [Publications] Shu-ichi Matsuzawa: "Thyrsiferyl 23-acetate and its derivatives induce apoptosis in various T- and B-leukemia cells"Bioorganic & Medicinal Chemistry. 7(2). 381-387 (1999)
• [Publications] Nobuhiro Tanuma: "Distinct promoters control transmembrane and cytosolic protein tyrosine phosphatase ε expression during macrophage differentiation"European Journal of Biochemistry. 259(1-2). 46-54 (1999)
• [Publications] Shinya Mitsuhashi: "The spiroketals containing a benzyloxymethyl moiety at C8 position showed the most potent apoptosis-inducing activity"Bioorganic & Medicinal Chemistry Letter. 9(14). 2007-2014 (1999)
• [Publications] Kunimi Kikuchi: "The apoptosis-inducing activity of the two protein phosphatase inhibitors, tautomycin and thyrsiferyl 23-acetate, is not due to the inhibition of protein phosphatases PP1 and PP2A"International Journal of Molecular Medicine. 4(4). 395-401 (1999)
• [Publications] Yang-Sook Chun: "Role of the 78-kDa glucose-regulated protein as an activity modulator of protein phosphatase1γ2"Biochemical and Biophysical Research. 259(2). 300-304 (1999)
• [Publications] Koji Nakamura: "Molecular cloning and characterization of a novel dual-specificity protein phosphatase possibly involved in spermatogenesis"Biochemical Journal. 344(Pt3). 819-825 (1999)
• [Publications] Shinya Mitsuhashi: "Development of an assay method for activities of serine/threonine protein phosphatase type 2B (calcineurin) in crude extracts"Analytical Biochemistry. 278(2). 192-197 (2000)
• [Publications] Kunimi Kikuchi: "Protein phosphatases and cancer"Current Topics in Biochemical Research. (in press). (2000)
• [Publications] Sei-Eun Kim: "Increased expression of NIPP-1 mRNA positively correlated with malignant phenotype in rat hepatomas"International Journal of Oncology. (in press). (2000)