Analysis of budding yeast E3 ubiquitin ligases that regulate the degradation of short life protein

2016 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15K14474
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 嘉村 巧 名古屋大学, 理学研究科, 教授 (40333455)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 中務 邦雄 名古屋大学, 理学研究科, 講師 (90547522)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2017-03-31
• Keywords: タンパク質分解

Outline of Annual Research Achievements

ユビキチン・プロテアソーム系の多彩な生理機能を明らかにするためには、個々のE3リガーゼに対応する特異的な分解基質の同定が不可欠である。従来はE3リガーゼに結合するタンパク質の中から分解基質を絞り込む、「E3リガーゼ側からの探索」が行われてきた。本研究では全く逆のアプローチとして、「基質側からE3リガーゼを探索」するシステムを構築した。出芽酵母のタンパク質半減期データベースから、機能的に重要な短寿命タンパク質Spo12を選択した。細胞周期の進行はCDKやCKIなどの多くの因子により厳密に制御されている。脱リン酸化酵素Cdc14は通常核小体に局在しているが、M期後期になると核や細胞質に局在を変えて CDKなどを不活性化し、M期からの脱出を促進する。Cdc14の局在変化にはFEAR（Cdc fourteen early anaphase release）とMEN（Mitotic exit network）という２つのネットワークが関与している。Spo12はEsp1、Slk19、Cdc5とともにFEARネットワークを形成している。Spo12の発現量はM期初期に急速に増大し、M期後期において118番目と125番目のセリンがリン酸化されることによって活性化される。また、Spo12はCdc14によって脱リン酸化を受けて不活性化されると考えられている。本研究ではFEARネットワークにおけるSpo12の活性制御に、ユビキチン・プロテアソーム系による分解が関わっている可能性を検討した。その結果、FEARネットワークの構成因子であるSpo12がHect型E3であるp340によって分解が制御されているが、この分解にはSpo12のリン酸化は関与していないことを明らかにした。さらにはp340によるSpo12の分解制御が細胞周期進行や細胞増殖に関与していることを示した。この発見はFEARネットワークの活性制御機構を知るうえで重要な知見である。

Research Products

• [Journal Article] ASB7 regulates spindle dynamics and genome integrity by targeting DDA3 for proteasomal degradation. (2016)
  • Author(s): Uematsu, K., Okumura, F., Tonogai, S., Okumura, AJ., Alemayehu, DH., Nishikimi, A., Fukui, Y., Nakatsukasa, K., and Kamura, T.
  • Journal Title: Journal of Cell Biology Volume: 215 Pages: 95-106
  • DOI: 10.1083/jcb.201603062.
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Parallel regulation of VHL disease by pVHL-mediated degradation of B-Myb and HIF-α. (2016)
  • Author(s): Okumura, F., Uematsu, K., Byrne, SD., Hirano, M., Joo-Okumura, A., Nishikimi, A., Shuin. T., Fukui, Y., Nakatsukasa, K., Kamura, T.
  • Journal Title: Molecular and cellular Biology Volume: 36 Pages: 1803-1817
  • DOI: 10.1128/MCB.00067-16.
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Presentation] pVHL依存的なB-MybとHIFαの分解はそれぞれ 独立してVHL病を制御している (2017)
  • Author(s): 奥村 文彦, 植松 桂司, Byrne STUART D., 平野 みえ, 奥村(城尾) 晶子, 錦見 昭彦, 執印 太郎, 福 井 宣規, 中務 邦雄, 嘉村 巧
  • Organizer: 日本薬学会第１３７年会
  • Place of Presentation: 東北大学、仙台国際センター
  • Year and Date: 2017-03-24 – 2017-03-27
• [Presentation] 出芽酵母E3リガーゼSCFDia2の新奇基質Prl1の同定 (2016)
  • Author(s): Alemayehu Dawit Hailu、中務邦雄、奥村文彦、嘉村巧
  • Organizer: 第39回日本分子生物学会年会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜
  • Year and Date: 2016-11-30 – 2016-12-02
• [Presentation] ユビキチンリガーゼASB7によるDDA3の発現制御は適切な紡錘体形成と染色体分配に必要である (2016)
  • Author(s): 奥村 文彦、植松 桂司、外海 駿輔、奥村(城尾) 晶子、Alemayehu Dawit Hailu、錦見 昭彦、福井 宣規、中務 邦雄、嘉村 巧
  • Organizer: 第39回日本分子生物学会年会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜
  • Year and Date: 2016-11-30 – 2016-12-02
• [Presentation] 出芽酵母E3リガーゼ複合体SCFMet30によるAry34の分解制御 (2016)
  • Author(s): 山口竜、中務邦雄、奥村文彦、嘉村巧
  • Organizer: 第39回日本分子生物学会年会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜
  • Year and Date: 2016-11-30 – 2016-12-02
• [Presentation] 出芽酵母タンパク質BDF2の機能解析 (2016)
  • Author(s): 大谷悠貴、中務邦雄、奥村文彦、嘉村巧
  • Organizer: 第39回日本分子生物学会年会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜
  • Year and Date: 2016-11-30 – 2016-12-02
• [Presentation] 出芽酵母におけるトリアシルグリセロールリパーゼの活性制御機構の解析 (2016)
  • Author(s): 藤澤宗隆、中務邦雄、奥村文彦、嘉村巧
  • Organizer: 第39回日本分子生物学会年会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜
  • Year and Date: 2016-11-30 – 2016-12-02
• [Presentation] リボソーム生合成を負に調節する転写制御因子Dot6およびTod6は窒素源飢餓条件でプロテアソーム依存的に分解される (2016)
  • Author(s): 鈴木優太、栗田英奈、中務邦雄、奥村文彦、嘉村巧
  • Organizer: 第39回日本分子生物学会年会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜
  • Year and Date: 2016-11-30 – 2016-12-02
• [Presentation] The Ubiquitin Ligase SCFUcc1 Acts as a Metabolic Switch for the Glyoxylate Cycle (2016)
  • Author(s): 中務 邦雄、嘉村 巧
  • Organizer: ICY14 (The 14th International Congress on Yeasts)
  • Place of Presentation: 淡路夢舞台国際会議場
  • Year and Date: 2016-09-11 – 2016-09-15
• [Remarks] 分子修飾学教室へようこそ
  • URL: http://bunshi4.bio.nagoya-u.ac.jp/~2kamura/index.html