リン酸化を時空間的に制御するタンパク質複合体の機能解明研究

2014 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 24592805
• Research Institution: Kyushu Dental College
• Principal Investigator: 竹内 弘 九州歯科大学, 歯学部, 教授 (70304813)
• Project Period (FY): 2012-04-01 – 2015-03-31
• Keywords: リン酸化 / 脱リン酸化 / 細胞内情報伝達 / 開口分泌

Outline of Annual Research Achievements

細胞の機能を調節する細胞内の情報伝達機構の主要なものに、タンパク質のリン酸化・脱リン酸化を介するものがある。細胞内でこの反応が起こる時間や場所は厳密な調節を受けるが、その詳細な仕組みは解明途上である。我々はタンパク質のリン酸化・脱リン酸化を担う複数の酵素と複合体を形成する細胞内シグナル分子 PRIP を見出したので、本研究ではこの分子の役割を、主に開口分泌調節に焦点を当てて解明を試みた。最終年の平成26年度には、（１）PRIP の C2 ドメインが他の開口分泌調節分子にも存在する C2 ドメインとヘテロダイマーを形成することを見出し、PRIP による開口分泌の調節には各分子の C2 ドメインを介した分子間相互作用の修飾も関与することが示唆された。（２）昨年度までに PRIP と結合するキナーゼ Akt の新たな基質として SNARE 分子と結合する tomosyn を見出したが、引き続き検討を行いtomosyn の Akt によるリン酸化が開口分泌の調節に関わることを確認し、これらの成果を論文として発表した。
本課題の研究期間全体を通じて、PRIP 複合体が細胞内で開口分泌が行われている場所に局在する機構（細胞膜リン脂質、膜融合調節分子複合体 SNAREsや synaptotagmin との結合）、PRIP が開口分泌調節に関わる各分子間結合に競合的に作用すること、PRIP が自身のリン酸化によって複数の脱リン酸化酵素との結合状態を調節すること等を見出した。これらの成果は、タンパク質のリン酸化と脱リン酸化を担う複数の酵素と複合体を形成する PRIP という分子を通して、細胞内のリン酸化シグナルの時空間的な調節機構の理解を進め、その異常に基づく疾患の病態解明に資するものである。

Research Products

• [Journal Article] Promotion of insulin-induced glucose uptake in C2C12 myotubes by osteocalcin. (2015)
  • Author(s): Tsuka, S., Aonuma, F., Higashi, S., Ohsumi, T., Nagano, K., Mizokami, A., Kawakubo-Yasukochi, T., Masaki, C., Hosokawa, R. and Hirata, M. and Takeuchi, H.
  • Journal Title: Biochemical and Biophysical Research Communications Volume: 459 Pages: 437-442
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2015.02.123
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Tomosyn is a novel Akt substrate mediating insulin-dependent GLUT4 exocytosis. (2015)
  • Author(s): Nagano, K., Takeuchi, H., Gao, J., Mori, Y., Otani, T., Wang, D. and Hirata, M.
  • Journal Title: The International Journal of Biochemistry & Cell Biology Volume: 62 Pages: 62-71
  • DOI: 10.1016/j.biocel.2015.02.013
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Signaling pathway for adiponectin expression in adipocytes by osteocalcin. (2015)
  • Author(s): Otani, T., Mizokami, A., Hayashi, Y., Gao, J., Mori, Y., Nakamura, S., Takeuchi, H. and Hirata, M.
  • Journal Title: Cellular Signalling Volume: 27 Pages: 532-544
  • DOI: 10.1016/j.cellsig.2014.12.018
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Hetero-oligomerization of C2 domains of phospholipase C-related but catalytically inactive protein and synaptotagmin-1. (2015)
  • Author(s): Wang, D., Takeuchi, H., Gao, J., Zhang, Z. and Hirata, M.
  • Journal Title: Advances in Biological Regulation Volume: 57 Pages: 120-129
  • DOI: 10.1016/j.jbior.2014.09.001
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Oral administration of osteocalcin improves glucose utilization by stimulating glucagon-like peptide-1 secretion. (2014)
  • Author(s): Mizokami, A., Yasutake, Y., Higashi, S., Kawakubo-Yasukochi, T., Chishaki, S., Takahashi, I., Takeuchi, H. and Hirata, M.
  • Journal Title: Bone Volume: 69 Pages: 68-79
  • DOI: 10.1016/j.bone.2014.09.006
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Presentation] Hetero-oligomerization of C2 domains of phospholipase C-related but catalytically inactive protein and synaptotagmin-1. (2015)
  • Author(s): Wang, D., Takeuchi, H., Gao, J., Zhang, Z., Hirata, M.
  • Organizer: Kyudai Oral Bioscience 2015 -9th International Symposium-
  • Place of Presentation: 福岡リーセントホテル（福岡県福岡市）
  • Year and Date: 2015-02-28 – 2015-02-28
• [Presentation] Osteocalcin modifies insulin-induced glucose-uptake in cultured myotube. (2015)
  • Author(s): Tsuka, S., Aonuma, F., Hosokawa, R., Hirata, M., Takeuchi, H.
  • Organizer: APC2015
  • Place of Presentation: 九州歯科大学講堂（福岡県北九州市）
  • Year and Date: 2015-01-24 – 2015-01-24
• [Presentation] 培養筋芽細胞を用いたオステオカルシンによる血糖調節修飾作用の検討 (2014)
  • Author(s): 柄慎太郎、青沼史子、細川隆司、東泉、大住伴子、平田雅人、竹内弘
  • Organizer: 第67回日本薬理学会西南部会
  • Place of Presentation: 産業医科大学（福岡県北九州市）
  • Year and Date: 2014-11-23 – 2014-11-23
• [Presentation] Phosphorylation of SNAP-25 by protein kinase-A is negatively involved in calcium-dependent exocytosis in PC12 cells. (2014)
  • Author(s): Gao, J., Takeuchi, H., Wang D. and Hirata, M.
  • Organizer: 第87回日本生化学会大会
  • Place of Presentation: 国立京都国際会館（京都府京都市）
  • Year and Date: 2014-10-15 – 2014-10-18
• [Presentation] Interaction of the C2 domains from different molecules. (2014)
  • Author(s): Wang, D., Takeuchi, H., Gao, J., Hirata, M.
  • Organizer: 第87回日本生化学会大会
  • Place of Presentation: 国立京都国際会館（京都府京都市）
  • Year and Date: 2014-10-15 – 2014-10-18
• [Presentation] Involvement of tomosyn in insulin-dependent GLUT4 exocytosis as an Akt-substrate. (2014)
  • Author(s): Nagano, K., Takeuchi, H., Gao, J., Otani, T., Hirata, M.
  • Organizer: 39th Hormone and Cell Regulation
  • Place of Presentation: Mont Sainte Odile, France
  • Year and Date: 2014-10-09 – 2014-10-12
• [Presentation] 骨格筋に対するオステオカルシンの効果について， (2014)
  • Author(s): 柄慎太郎、青沼史子、細川隆司、平田雅人、竹内弘
  • Organizer: 第56回歯科基礎医学会学術大会
  • Place of Presentation: 福岡国際会議場（福岡県福岡市）
  • Year and Date: 2014-09-25 – 2014-09-27
• [Presentation] オステオカルシン受容体候補タンパク質 GPRC6A の免疫組織学的解析 (2014)
  • Author(s): 東泉、溝上顕子、大住伴子、平田雅人、竹内弘
  • Organizer: 第56回歯科基礎医学会学術大会
  • Place of Presentation: 福岡国際会議場（福岡県福岡市）
  • Year and Date: 2014-09-25 – 2014-09-27
• [Presentation] オステオカルシン経口投与時の体内動態と糖代謝への作用 (2014)
  • Author(s): 溝上顕子、安武雄、東泉、川久保-安河内友世、高橋一郎、竹内弘、平田雅人
  • Organizer: 第56回歯科基礎医学会学術大会
  • Place of Presentation: 福岡国際会議場（福岡県福岡市）
  • Year and Date: 2014-09-25 – 2014-09-27
• [Presentation] Effect of osteocalcin on skeletal muscle cells. (2014)
  • Author(s): Tsuka, S., Aonuma, F., Hosokawa, R., Hirata, M. and Takeuchi, H.
  • Organizer: IADR General Session
  • Place of Presentation: Capetown, South Africa
  • Year and Date: 2014-06-25 – 2014-06-28
• [Remarks] 所属研究室ホームページ
  • URL: http://www.kyu-dent.ac.jp/research/lecture/oral_pharmacological