アポトーシスを司るエンドヌクレアーゼ,DNase γの活性制御機構

1998 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 10780425
• Research Institution: Tokyo University of Science
• Principal Investigator: 塩川 大介 東京理科大学, 薬学部, 助手 (90277278)
• Keywords: アポトーシス / エンドヌクレアーゼ / DNase γ / 細胞死

Research Abstract

アポトーシスは、細胞が自身のDNAをその死に先立ち積極的に切断することに特徴付けられる。本研究においては、この実行過程の中心的酵素であるDNAの断片化を司るエンドヌクレアーゼ、DNaseγの翻訳後の活性化機構を明らかすることを目的とした。
cDNAの解析から、DNase γはプリカーサーペプチドを持つ前駆体として合成されることが明らかとなっている。そこでプリカーサーペプチドによる活性制御の可能性を検討するため前駆体型及び成熟型のGST-DNase γ融合タンパクを作製しそれぞれのDNase活性を調べたところ、成熟型のDNase γにのみDNase活性が検出された。すなわちDNasc γの活性制御機構の第一段階はペプチダーゼ/プロテアーゼによるプリカーサーペプチドの切断であることが明らかとなった。
さらに細胞レベルにおけるDNase γの活性制御機構を解析するため、まず前駆体型と成熟型DNase γのHeLa S3細胞への導入を行った。成熟型DNase γを導入した細胞はすべてDNAがラダー状に分解され死んでしまったが、完全長DNase γを導入した細胞には変化はみられなかった。そこで前駆体型として導入されたDNase γのアポトーシスに伴う活性化を調べるため、完全長DNase γの安定発現株を作製し解析を行った。HeLa S3細胞はアポトーシス誘発によりDNAラダーの出現は観察されないが、HeLa S3/DNase γ細胞においては細胞死に伴うDNA断片化が観察された。また、核内のDNase γ活性をアクティビティーゲル法を用いて調べたところアポトーシスの進行に伴う活性上昇が観察された。以上の結果より、細胞レベルにおいてDNase γがアポトーシスに伴い活性化されDNAを切断すること、さらにプリカーサーペプチドが生細胞における正しい局在、不活性化に重要であることが示された。

Research Products

• [Publications] D.Shiokawa: "cDNA cloning of human DNase γ.chromosomal localization of its gene and enzymatic properties of recombinant protein" Apoptosis. 3. 89-95 (1998)
• [Publications] D.Shiokawa: "Cloning of cDNAs and genomic organization porcine and human DNase II" Biochem.Biophys.Res.Commun. 247. 864-869 (1998)
• [Publications] D.Shiokawa: "Molecular cloning and expression of a cDNA encoding an apoptotic endonuclease DNase γ" Biochem.J.332. 713-720 (1998)
• [Publications] 田沼靖一: "エンドヌクレアーゼとアポトーシス" 医薬ジャーナル社, 274 (1998)