2019 Fiscal Year Research-status Report

Regulation of CaMKKbeta/AMPK signaling and drug development

Research Project

Project/Area Number	18K06113
Research Institution	Okayama University
Principal Investigator	徳光浩岡山大学, ヘルスシステム統合科学研究科, 教授 (20237077)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	曲正樹岡山大学, ヘルスシステム統合科学研究科, 助教 (50359882)
Project Period (FY)	2018-04-01 – 2021-03-31
Keywords	CaMKKβ / PP2A / PP1 / タンパク質リン酸化反応 / タンパク質脱リン酸化反応 / Ca2+シグナル伝達 / PKA / HeLa細胞
Outline of Annual Research Achievements	Ca2+/Calmodulin（CaM）依存性プロテインキナーゼ活性化キナーゼβ（CaMKKβ）は、CaMキナーゼⅠやCaMキナーゼⅣ、5’-AMP活性化キナーゼ（AMPK）をリン酸化依存的に活性化し、遺伝子発現や神経発生、代謝調節やがん細胞増殖に至る多様な細胞内Ca2+に応答した生理機能を調節する。これまでの研究より、cAMP/PKA経路がCaMKKβ(Thr144)のリン酸化に関与しており、細胞内Ca2+とcAMP経路がCaMKKβ分子上においてクロストークしていることが明らかとなった。そこで本研究では、細胞内における主要な脱リン酸化酵素であるProtein Phosphatase 2A/1 (PP2A/1)の選択的阻害剤（オカダ酸：OA）を用いた解析により、CaMKKβ(Thr144)の脱リン酸化を検証した。その結果、未刺激の状態においてCaMKKβ(Thr144)は、PP2A/PP1により脱リン酸化状態を保つことが分かった。さらに、細胞内CaMKKβキナーゼ活性の測定の結果、OAの処理時間に依存してCaMKKβキナーゼ活性が上昇し、脱リン酸化酵素阻害により活性化するCaMKKβ(Thr144)キナーゼの存在が示唆された。しかしこのキナーゼは、阻害剤による薬理学的実験から、これまでに示されたAMPK やPKAとは異なると考えられる。以上の結果より、CaMKKβは細胞内において、PKAを含めたリン酸化酵素および脱リン酸化酵素によりThr144残基のリン酸化/脱リン酸化制御が動的に調節されていることが明らかとなった。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 当該年度に得られた研究成果は、以下の学術雑誌に発表することができた。 Phosphorylation and dephosphorylation of Ca2+/calmodulin-dependent protein kinase kinase β at Thr144 in HeLa cells. Takabatake S, Fukumoto Y, Ohtsuka S, Kanayama N1, Magari M, Sakagami H, Hatano N, and Tokumitsu H Biochemical and Biophysical Research Communications 525, 251-257 (2020)
Strategy for Future Research Activity	これまでの研究成果をもとに、新規なCaMKK阻害剤の創製を行う予定である。すでに、候補化合物の合成を終えており、試験管内における阻害剤スクリーニングおよび細胞レベルでの阻害活性測定を実施しており、阻害メカニズムの解析と合わせて研究を推進している。