核に局在するアクチンファミリーAct3/ARP4の機能と制御メカニズム

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11760051
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 原田 昌彦 東北大学, 大学院・農学研究科, 助手 (70218642)
• Keywords: アクチン関連タンパク質 / タンパク質複合体 / クロマチン / ヒストン / 遺伝子発現 / ATP / クロマチンリモデリング / ヒストンアセチル化

Research Abstract

アクチンと40-70%程度の相同性を示すことからアクチン関連タンパク質(Actin-Releted Protein:ARP)と呼ばれる一群のタンパク質が広く真核生物に存在しており、アクチンとARPは同じ祖先分子から進化したアクチンファミリーを形成している。最近、アクチンファミリーのいくつかのグループが核内で機能することが明らかにされた。これらのアクチンファミリータンパク質は核内で複合体を形成してクロマチンと相互作用し、クロマチンリモデリング、ヒストンアセチル化、ヘテロクロマチン形成に関与することが示唆されている。研究代表者らはAct3p/ARP4を核に局在する最初のアクチンファミリータンパク質として報告し、Act3p/ARP4がヒストンと相互作用して、遺伝子発現およびクロマチン構造の構築・調節に関与することを示した[Harata et al., Mol. Biol. Cell, 10, 2595-2605(1999)]。申請者らはさらにヒトでAct3p/ARP4のホモログhArpNα、βを見出し、hArpNαが脳で特異的に発現していることを示した[Harata et al., 63, 917-923(1999)]。研究代表者らは、ATP存在下でAct3p/ARP4複合体が不安定化することを見い出した(Harata et al., 投稿準備中)。Act3p/ARP4はATP結合能、ATPase活性を有していることから、自身のATPase活性によるATP結合型からADP結合型への変換(ATP-ADP変換)により分子構造を変化させ、タンパク質複合体中でGTP結合タンパク質のような「分子スイッチ」として機能することが予想された。

Research Products

• [Publications] Harata, et al.: "Two isoforms of a human actin-related protein show nuclear localization and mutually selective expression between brain and other tissues"Biosci. Biotechnol. Biochem.. 63. 917-923 (1999)
• [Publications] Harata, et al.: "The nuclear actin-related protein of Saccharomyces cerevisiae, Act3p/Arp4, interacts with core histones"Mol. Biol. Cell. 10. 2595-2605 (1999)
• [Publications] 原田 昌彦: "核に局在するアクチンファミリー蛋白質とその機能"蛋白質核酸酵素. 44. 1796-1803 (1999)