ダウン症病因キナーゼＤＹＲＫ１Ａ－ＷＤＲ６８複合体の生理的機能の解明

2015 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 25440046
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 宮田 愛彦 京都大学, 生命科学研究科, 助教 (70209914)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2016-03-31
• Keywords: DYRK1A / WDR68 / TRiC/CCT / WD40ドメイン / 分子シャペロン / タンパク質キナーゼ / シグナル伝達 / タンパク質間相互作用

Outline of Annual Research Achievements

DYRK1Aは脳神経系の発生・機能に重要なキナーゼで、ダウン症候群の原因の一つである。これまでの研究でDYRK1Aの細胞内特異的結合タンパク質としてWDR68を同定した。WDR68は種間で高度にアミノ酸配列が保存されたWD40リピートタンパク質で、WDR68が細胞の増殖・生存に必須であることを明らかにした。しかし、WDR68が生体内でどのような機能を持ち、どのように制御されているかは不明である。昨年度までにWDR68の細胞内結合タンパク質の質量分析による網羅的解析を行ない、主要な分子シャペロンであるTRiC/CCTがWDR68と結合してその細胞内でのフォルディングと局在を支配する重要な因子であることを明らかにした。また、リン酸化プロテオーム解析によりWDR68およびTRiC/CCT上のリン酸化サイトを新たに決定した。更にコンピューターモデリングによってWDR68が7つのβプロペラから成るリング構造を取ることを明らかにした。DYRK1Aの各種欠失変異体とWDR68との結合の解析から、DYRK1AのN末端領域がWDR68との結合に必須であることが判明した。この領域はDYRK1Aと類似のキナーゼであるDYRK1Bと相同性が高く、実際DYRK1BもWDR68と結合する事が明らかになった。特にDYRK1Aのアミノ酸81-121がWDR68との結合に必要充分であり、WDR68が短いアミノ酸モチーフを特異的に認識する可能性が考えられる。WDR68と結合する他のキナーゼとして他にMEKK1およびHIPK2を同定したが、単純なアミノ酸配列の比較によってはこれらのキナーゼに共通するWDR68結合モチーフは明らかでない。今後、WDR68のターゲット認識モチーフを決定し、ヒトゲノムにコードされるタンパク質の中からWDR68と結合するタンパク質を抽出する作業を進めたい。

Research Products

• [Journal Article] Protein kinase CK2 inhibition is associated with the destabilization of HIF-1α in human cancer cells. (2015)
  • Author(s): Guerra, B., Rasmussen, T., Schnitzler, A., Jensen, H., Boldyreff, B., Miyata, Y., Marcussen, N., Niefind, K., and Issinger, O.G.
  • Journal Title: Cancer Letters Volume: 356 Pages: 751-761
  • DOI: doi:10.1016/j.canlet.2014.10.026
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Phosphorylation, signaling, and cancer: Targets and targeting. (2015)
  • Author(s): Marmiroli, S., Fabbro, D., Miyata, Y., Pierobon, M., and Ruzzene, M.
  • Journal Title: Biomed. Res. Int. Volume: 2015 Pages: 601543
  • DOI: doi: 10.1155/2015/601543
  • Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] CK2 Inhibitors and the DYRK Family Protein Kinases. In “Protein Kinase CK2 Cellular Function in Normal and Disease States”, Eds. K. Ahmed, O.-G. Issinger, and R. Szyska (2015)
  • Author(s): Miyata, Y.
  • Journal Title: Advances in Biochemistry in Health and Disease (Springer International Publishing Switzerland) Volume: 12 Pages: 341-359
  • DOI: doi:10.1007/978-3-319-14544-0_19
  • Peer Reviewed
• [Presentation] TRiC/CCTはWD40リピートタンパク質WDR68の高次構造形成・DYRK1A結合・核局在に必須の分子シャペロンである (Essential role of TRiC/CCT chaperone in folding and function of a DYRK1A-binding WD40-repeat protein WDR68) (2015)
  • Author(s): 宮田愛彦、柴田猛、青島理人、津幡卓一、西田栄介
  • Organizer: BMB2015 (第38回 日本分子生物学会年会、第88回 日本生化学会大会)
  • Place of Presentation: 神戸市
  • Year and Date: 2015-12-03
• [Presentation] Interaction of Hsp90 and Cdc37 with specific members of the DYRK/Minibrain family protein kinases (2015)
  • Author(s): Miyata, Y.
  • Organizer: Seminar in Semmelweis University, Department of Medical Chemistry
  • Place of Presentation: Budapest, Hungary
  • Year and Date: 2015-10-07
  • Invited
• [Presentation] The Pivotal Role of A Molecular Chaperone Hsp90 for Cellular Signaling Protein Kinases (2015)
  • Author(s): Miyata, Y.
  • Organizer: Seminar in Hungarian Academy of Sciences, Biological Research Center, Institute of Biochemistry
  • Place of Presentation: Szeged, Hungary
  • Year and Date: 2015-10-05
  • Invited
• [Presentation] Essential role of TRiC/CCT in folding and function of a DYRK1A-binding WD40-repeat protein WDR68 (2015)
  • Author(s): Miyata, Y., Shibata, T., Aoshima, M., Tsubata, T., and Nishida, E.
  • Organizer: Gordon Research Conference on “Stress Proteins in Growth, Development and Disease”
  • Place of Presentation: Lucca-Barga, Italy
  • Year and Date: 2015-07-05 – 2015-07-11
• [Presentation] The Pivotal Role of A Molecular Chaperone Hsp90 for Cellular Signaling Protein Kinases (2015)
  • Author(s): Miyata, Y.
  • Organizer: The 17th symposium, Graduate School of Biostudies, Kyoto University (第17回 京都大学・大学院生命科学研究科 シンポジウム)
  • Place of Presentation: 京都市
  • Year and Date: 2015-07-02
• [Remarks] 京都大学 大学院生命科学研究科 多細胞体構築学講座 シグナル伝達学分野 宮田 愛彦 Web Site
  • URL: http://www.y-miyata.lif.kyoto-u.ac.jp/index.htm