酸化ストレスセンサーとして機能する転写因子のドメイン構造と核外移行による調節機構

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 10680649
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 久下 周佐 東京大学, 医科学研究所, 講師 (50186376)
• Keywords: YAP1 / Crm1 / 核外輸送 / 酸化ストレス / 核内輸送 / 出芽酵母 / 転写因子 / 分子生物

Research Abstract

哺乳動物AP-1類似のYap1は、出芽酵母の酸化ストレス応答に重要な機能を果たしている。Yap1は主に細胞質に存在するが、酸化ストレスに応答して核に局在化する。
本研究では、Yap1タンパクの核―細胞質間輸送の分子機構を明らかにした。Yap1は核内輸送受容体の一つPse1により核内に輸送され、核から細胞質への核外輸送も核外輸送受容体Crm1により同時に行われていることが明らかとなった。すなわちYap1は細胞質―核間をシャトルしており、ストレスの無い状態では核内濃度は低く抑えられている。しかしながら酸化ストレスによりCrm1とYap1との相互作用が抑えられて核外輸送のみが阻害され。結果的にYap1が核内に蓄積し標的遺伝子の転写の活性化をすることが明らかとなった。このCrm1-Yap1相互作用はYap1のカルボキシ末端のドメイン(CRD)が重要な役割を果たしている。CRDの中には核外輸送シグナル(NES)様配列と酸化ストレス応答に必須な3つのシステイン残基の存在を明らかにした。CRD内のシステインを他のアミノ酸に変異させると、酸化ストレスに対する反応性が低下し、全て他のアミノ酸に変えると酸化ストレス応答性が消失した。またYap1はホモ二量体を形成するが、CRD間でジスルフィド結合を形成することが明らかになった。したがってCRD間のジスルフィド結合がNESの機能を失わせ、Crm1による核外輸送を阻害していると考えられた。

Research Products

• [Publications] Mark W. Toone: "Stress-dependent activation of the fission yeast transcription factor, Pap1."Genes and Development. 12(10). 1453-1463 (1998)
• [Publications] Shusuke Kuge: "Crm1 (XpoI) dependent nuclear export of the budding yeast transcription factor yAP-1 is sensitive to oxidative stress."Genes to Cells. 3(8). 521-532 (1998)
• [Publications] Kazuko Shiroki: "Intracellular redistribution of truncated La protein produced by poliovirus 3Cpro-mediated clevage"J. Virol.. 73(3). 2193-2200 (1999)
• [Publications] Nobuhiko Miura: "Overexpression of L-glutamine : D-fructose-6-phosphate amidotransferase provides resistance to methylmercury in Saccharomyces cerevisiae"FEBS Lett.. 458(2). 215-218 (1999)
• [Publications] Akira Naganuma: "GFAT as a Target Molecule of Methylmercury Toxicity in Saccharomyces cerevisiae"FASEB J. (in press). (2000)
• [Publications] 久下 周佐: "転写因子の核局在機構―酸化ストレスによるyAP-1の核外輸送阻害"蛋白質核酸酵素. 44(5). 668-675 (1999)
• [Publications] Shusuke Kuge: "Oxygen Radicals, Redox Regulation of Signaling and Disease Control by Antioxidant"Marcel Dekker.. 328 (1999)