リン酸化ヒスチジンの同定法の開発とヒスチジンリン酸化タンパク質の解析

2009 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 21659073
• Research Institution: Kurume University
• Principal Investigator: 三浦 芳樹 久留米大学, 分子生命科学研究所, 講師 (90279240)
• Keywords: タンパク質 / リン酸化 / シグナル伝達

Research Abstract

リン酸化による情報伝達機構は生命を理解する上で最も重要で普遍的な反応のひとつである。しかし、セリン、トレオニン残基やチロシン残基のリン酸化反応に比べ、哺乳類でのヒスチジン残基リン酸化反応の解析はまだ研究が少ない。これはリン酸化ヒスチジンの化学的に不安定なことと抗リン酸化チロシン抗体の様なリン酸化ヒスチジンを解析する良いツールがないことが原因である。そこで本研究ではリン酸化ヒスチジン残基特異的な結合するタンパク質のスクリーニングを行い、リン酸化ヒスチジンの簡易同定法を確立することを第一の目的とする。これによりヒスチジンリン酸化の動態、リン酸化されるタンパク質を明らかにすることができると考えられる。現在までに哺乳類細胞でヒスチジン残基のリン酸化が報告されているタンパク質としてヒストンH4、三量体Gタンパク質β鎖、P-セレクチン、カルシウム活性化カリウムチャネルKCa3.1等があげられる。ヒスチジン残基をリン酸化するヒスチジンキナーゼは細菌などの2つのサブユニットからなるキナーゼがよく知られているが、哺乳類にはこれに相当するキナーゼは存在しない。これに対しリン酸化ヒスチジンを脱リン酸化するヒスチジンホスファターゼとして14kDaのプロテインヒスチジンホスファターゼ-1(PHP-1)が報告されている。
そこでこのホスファターゼPHP-1を用い、ヒスチジンリン酸化タンパク質同定することができないか検討した。PHP-1とその変異体を大腸菌で発現させ、293細胞や巨核球系の細胞であるUT-7細胞抽出液を用い結合解析を行った所、幾つかのリン酸化タンパク質と結合することが明らかになった。現在このPHP-1組換えタンパク質に結合するリン酸化タンパク質がリン酸化ヒスチジン残基を介しているのか検討中である。