2022 Fiscal Year Annual Research Report
Analysis of the effect of AMPK on ubiquitination modification via novel substrate DDB1
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20K05845
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| Research Institution | Tokyo University of Agriculture |
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Principal Investigator |
鈴木 司 東京農業大学, 応用生物科学部, 准教授 (20714588)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | AMPK / DDB1 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
E3ユビキチンリガーゼであるCRL4ユビキチンリガーゼ複合体は、構成因子のDDB1が基質認識サブユニットであるDCAFsと結合することで基質のユビキチン化を行う。DDB1は複数種類のDCAFsと結合することで多彩な基質のユビキチン化に関与している。そのため、DDB1とDCAFsとの相互作用は重要であるが、その制御機構については不明な点が多い。
本研究は、申請者らがこれまでにAMPKの新規基質としてDDB1を見出し、AMPKによってDCAFsのひとつであり、DNA修復に重要なDDB2とDDB1との結合が低下する結果が得られた。
この他に、AMPKがDDB1-DDB2複合体の形成を抑制することでDNA修復にどのような影響を及ぼすか解析を行い、その結果、DDB1のリン酸化模倣変異体が発現した細胞においては紫外線照射によるDNAのシクロブタン型ピリミジンダイマー (CPD)の修復に遅延が認められ、一方、紫外線照射によってAMPKの不活性化を起因としたDDB1のリン酸化の抑制が認められた。また、紫外線照射が無く、AMPKの活性が高い場合は、DDB1はDDB2以外のタンパク質と結合することで、他の機能を発揮することが考えられ、AMPKはDDB1のリン酸化によってDDB1の結合タンパク質の切り替えを行っていることが示唆された。さらに、AMPKによるDDB1のリン酸化はDDB1の細胞内局在性にも変化を及ぼすことを見出した。特にリン酸化されることで細胞質への局在を示すことが示された。一般的に、DDB1は核移行シグナルを持つタンパク質と結合することで両者は核局在を果たすものの、リン酸化したDDB1は核移行シグナルを持つタンパクと結合しても核へ移行しないことが新たにわかった。
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