活性酸素生成酵素ファミリーNoxの調節機構

2006 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 18390090
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: 住本 英樹 九州大学, 生体防御医学研究所, 教授 (30179303)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 武谷 立 九州大学, 生体防御医学研究所, 助手 (50335981) ; 鎌倉 幸子 九州大学, 生体防御医学研究所, 助手 (80398081)
• Keywords: 活性酸素 / 蛋白質 / シグナル伝達 / 酵素 / NAPDHオキシダーゼ

Research Abstract

本研究は、活性酸素を生成する酵素であるNADPHオキシダーゼ(Nox)ファミリーの活性化制御機構を、分子レベルで多元的に理解しようというものである。そのために、個々のNox活性化蛋白質(p47^<phox>,Noxo1,p67^<phox>,Noxa1,Rac等)の調節機構を、蛋白質ドメインとその役割解明という観点から、分子レベルおよび細胞レベルで詳細に解析するとともに、これらの分子の3次構造情報をも得ながら、Nox制御機構の時間的空間的な全体像を明らかする計画である。平成18年度に私達は以下のような成果を得た。
(1)Nox1活性化を低分子量G蛋白質Racが正に制御すること、RacはNoxa1と結合することにより作用すること、またこの結合によりNoxa1の膜移行とコンフォメーション変化の両者を誘導されることが重要であること、等を明らかにした。更に、Noxo1自体が分子内結合により負に調節されていること、及びNoxo1の活性化に翻訳後修飾が関与することを示した。
(2)Nox2の活性化に関与するp40^<phox>は、N末から「PX-SH3-PB1」というドメイン構造をしている。「p40^<phox>-PXによるPI3P結合」が、PB1ドメインがPXドメインと分子内結合することによって負に調節されていること、その結果、「p40^<phox>のファゴゾーム膜への移行」も抑制されることを明らかにした。また、全長型p40^<phox>の結晶構造を解明した。
(3)Nox3の活性化にもRacが関与することを明らかにし、特に、p67^<phox>存在下でのNox3活性化にRacが重要な役割を果たすことを示した。

Research Products

• [Journal Article] Transient receptor potential (TRP) protein 7 acts as a G protein-activated Ca^<2+> channel mediating angiotensin II-induced myocardial apoptosis. (2007)
  • Author(s): Satoh, S., Tanaka, H., Ueda, Y., Oyama, J.I., Sugano, M., Sumimoto, H., Mori, Y., Makino, N.
  • Journal Title: Mol. Cell. Biochem. 294 Pages: 205-215
• [Journal Article] Interaction between the SH3 domains and C-terminal proline-rich region in NADPH oxidase organizer 1(Noxo1). (2007)
  • Author(s): Yamamoto, A., Kami, K., Takeya, R., Sumimoto, H.
  • Journal Title: Biochem. Biophys. Res Commun. 352 Pages: 560-565
• [Journal Article] A regulated adaptor function of p40^<phox> : distinct p67^<phox> membrane targeting by p40^<phox> and by p47^<phox>. (2007)
  • Author(s): Ueyama, T., Tatsuno, T., Kawasaki, T., Tsujibe, S., Shirai, Y., Sumimoto, H., Leto, T.L., Saito, N.
  • Journal Title: Mol. Biol. Cell 18 Pages: 441-454
• [Journal Article] Full-length p40^<phox> structure suggests a' basis for regulation mechanism of its membrane binding. (2007)
  • Author(s): Honbou, K., Minakami, R., Yuzawa, S., Takeya, R., Suzuki, N.N., Kamakura, S., Sumimoto, H., Inagaki, F.
  • Journal Title: EMBO J. 26 Pages: 1176-1186
• [Journal Article] Nox1 redox-signaling mediates oncogenic Ras-induced disruption of stress fibers and focal adhesions by down-regulating Rho. (2007)
  • Author(s): Shinohara, M., Shang, W.H., Kubodera, M., Harada, S., Mitsushita, J., Kato, M., Miyazaki, H., Sumimoto, H., Kamata, T.
  • Journal Title: J. Biol. Chem. 282(in press)
• [Journal Article] Direct involvement of the small GTPase Rac in activation of the superoxide-producing NADPH oxidase Nox1. (2006)
  • Author(s): Miyano, K., Ueno, N., Takeya, R., Sumimoto, H.
  • Journal Title: J. Biol. Chem. 281 Pages: 21857-21868
• [Journal Article] Activation of the superoxide-producing phagocyte NADPH oxidase requires co-operation between the tandem SH3 domains of p47^<phox> in recognition of a polyproline type II helix and an adjacent α-helix of p22^<phox>. (2006)
  • Author(s): Nobuhisa, I., Takeya, R., Ogura, K., Ueno, N., Kohda, D., Inagaki, F., Sumimoto, H.
  • Journal Title: Biochem. J. 396 Pages: 183-192
• [Journal Article] Regulation of superoxide-producing NADPH oxidases in nonphagocytic cells. (2006)
  • Author(s): Takeya, R., Ueno, N., Sumimoto, H.
  • Journal Title: Methods Enzymol. 406 Pages: 456-468
• [Journal Article] NMR solution structure of the tandem SH3 domains of p47^<phox> complexed with a p22^<phox>-derived proline-rich peptide. (2006)
  • Author(s): Ogura, K., Nobuhisa, I., Yuzawa, S., Takeya, R., Torikai, S., Saikawa, K., Sumimoto, H., Inagaki, F.
  • Journal Title: J. Biol. Chem. 281 Pages: 3660-3668
• [Journal Article] Two forms of human Inscuteable-related protein that links Par3 to the Pins homologues LGN and AGS3. (2006)
  • Author(s): Izaki, T., Kamakura, S., Kohjima, M., Sumimoto, H.
  • Journal Title: Biochem. Biophys. Res. Commun. 341 Pages: 1001-1006
• [Journal Article] Regulation of novel superoxide-producing NAD(P)H oxidases. (2006)
  • Author(s): Takeya, R., Sumimoto, H.
  • Journal Title: Antioxidant. Redox. Signal. 8 Pages: 1523-1532
• [Journal Article] Expression and function of Noxo1, an alternative splicing form of the NADPH oxidase organizer 1. (2006)
  • Author(s): Takeya, R., Taura, M., Yamasaki, T., Naito, S., Sumimoto, H.
  • Journal Title: FEBS J. 273 Pages: 3663-3677
• [Journal Article] Phagocytosis-coupled activation of the superoxide-producing phagocyte oxidase, a member of the NADPH oxidase (Nox) family. (2006)
  • Author(s): Minakami, R., Sumimoto, H.
  • Journal Title: Int. J. Hematol. 84 Pages: 193-198
• [Journal Article] Expression of isoforms of NADPH oxidase components in rat pancreatic islets. (2006)
  • Author(s): Uchizono, U., Takeya, R., Iwase, M., Sasaki, N., Oku, M., Imoto, H., Iida, M., Sumimoto, H.
  • Journal Title: Life Sci. 80 Pages: 133-139
• [Journal Article] Crystallization and preliminary crystallographic analysis of p40^<phox>, a regulatory subunit of NADPH oxidase. (2006)
  • Author(s): Honbou K, Yuzawa S, Suzuki NN, Fujioka Y, Sumimoto H, Inagaki F.
  • Journal Title: Acta Crystallograph Sect F Struct Biol Cryst Commun. 62 Pages: 1018-1020
• [Journal Article] TRPC3 and TRPC6 are essential for angiotensin II-induced cardiac hypertrophy. (2006)
  • Author(s): Onohara, N., Nishida, M., Inoue, R., Kobayashi, H., Sumimoto, H., Sato, Y., Mori, Y., Nagao, T., Kurose, H.
  • Journal Title: EMBO J. 25 Pages: 5305-5316
• [Journal Article] Increased expression of gp91^<phox> homologues of NAD(P)H oxidase in the aortic media during chronic hypertension; involvement of the rennin-angiotensin system. (2006)
  • Author(s): Akasaki, T., Ohya, Y., Kuroda, J., Eto, K., Abe, I., Sumimoto, H., Iida, M.
  • Journal Title: Hypertens. Res. 29 Pages: 813-820
• [Book] 生体防御医学辞典 (2007)
  • Author(s): 住本 英樹(共著者・共著者)
  • Publisher: 朝倉書店(印刷中)