真核細胞の膜蛋白質に存在する新規のErHドメインの細胞機能の解明

• Project/Area Number: 13878126
• Research Category: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Functional biochemistry
• Research Institution: Chiba University
• Principal Investigator: 遠藤 剛 千葉大学, 理学部, 助教授 (30194038)
• Project Period (FY): 2001 – 2002
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2002)
• Budget Amount: ¥2,000,000 (Direct Cost: ¥2,000,000); Fiscal Year 2002: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000); Fiscal Year 2001: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,300,000)
• Keywords: 膜蛋白質 / 小胞体 / HELPドメイン / Znトランスポーター / 神経細胞分化 / CREB / Ca / HELPドメイン結合蛋白質 / 蛋白質モジュール / Caイオン放出

Research Abstract

私たちが新たに同定した小胞体膜蛋白質のermelinは,酵母から高等動植物に至る真核細胞のさまざまな膜蛋白質に広範に見いだされる新規のモチーフ配列HELP(ErH)ドメインをもつことから,全真核細胞に共通にみられる重要な機能をになっていると予想される.そこでこのHELPドメインをもつ蛋白質の細胞機能と,HELPドメインの機能を明らかにすることを本研究の目的とした.HELPドメインおよびそれに相同性のある配列をもつ蛋白質をデータベースから検索した結果,HELPファミリー蛋白質はZn^<2+>トランスポーターのZIPファミリー蛋白質とともにスーパーファミリーを形成していることが明らかになった.このHELPドメインの一部はZn^<2+>結合のコンセンサス配列に類似していることから,Zn^<2+>を結合すると考えられる.Ermelinはマウスの脳と精巣に高く発現しており,脳では海馬と小脳に特異的な発現がみられた.また神経芽細胞腫N1E-115細胞の分化の過程で発現が誘導された.そこでermelinをN1E-115細胞にトランスフェクトすると,神経突起形成が誘導された.このとき神経細胞分化にかかわる転写因子CREBのSer133がリン酸化され,さらにCREBの活性化を介したCRE活性が上昇した.またCaMKIVのドミナントネガティブ変異体や,CaMKIVをリン酸化して活性化するCaMKKのドミナントネガティブ変異体を共トランスフェクトした場合にも抑制された.Zn^<2+>にはCa^<2+>と同様にCaMKIIやPKCを活性化する作用が知られていることから,これらの作用はZn^<2+>によるCaMKKの活性化を介してもたらされた可能性が考えられる.Ermelin HELPドメインに結合する新規の蛋白質のcDNAを酵母two-hybridスクリーニングによりマウス脳cDNAライブラリーからクローニングし,これらの蛋白質をhelphin 1,2と命名した.Helphin 1,2とermelin HELPドメインとの特異的な結合がtwo-hybrid結合アッセイにより示された.特にhelphin 2にはZnフィンガーモチーフが存在し,ermelinとhelphin 2が同時にZn^<2+>結合にかかわっている可能性が考えられる.したがってHELPドメインは,Zn^<2+>結合だけでなくhelphin 1,2を含む蛋白質との結合にも関与していると考えられる.

Research Products

• [Publications] Sun, P.: "Small GTPase Rah/Rab34 is associated with membrane ruffles and macropinosomes and promotes macropinosome formation"J. Biol. Chem.. 278(6). 4063-4071 (2003)
• [Publications] Abe, T.: "Small GTPase Tc10 and its homologue RhoT induce N-WASP-mediated long process formation and neurite outgrowth"J. Cell Sci.. 116(1). 155-168 (2003)
• [Publications] Regnauld, K.: "G-protein αolf subunit promotes cellular invasion, survival, and neuroendocrine differentiation in digestive and urogenital epithelial cells"Oncogene. 21(25). 4020-4031 (2002)
• [Publications] Nguyen, Q.-D.: "RhoA-and RhoD-dependent regulatory switch of Gα subunit signaling by PAR-1 receptors in cellular invasion"FASEB J.. 16(4). 565-576 (2002)
• [Publications] Suzuki, A.: "Ermelin, an endoplasmic reticulum transmembrane protein, contains the novel HELP domain conserved in eukaryotes"Gene. 284(1/2). 31-40 (2002)
• [Publications] Kato, M.: "WICH, a novel verprolin homology domain-containing protein that functions cooperatively with N-WASP in actin-microspike formation"Biochem. Biophys. Res. Commun.. 291(1). 41-47 (2002)
• [Publications] Crescenzi, M.: "Reactivation of the Cell Cycle in Terminally Differentiated Cells"Landes Bioscience/Eurekah. com, Kluwer Academic/Plenum Publishers. 112 (2002)
• [Publications] Suzuki, A.: "Ermelin,an endoplasmic reticulum transmembrane protein,contains the novel HELP domain conserved in eukaryotes"Gene. 284(1/2). 31-40 (2002)
• [Publications] Kato, M.: "WICH,a novel verprolin homology domain-containing protein that functions cooperatively with N-WASP in actin-microspike formation"Biochem.Biophys.Res.Commun.. 291(1). 41-47 (2002)
• [Publications] Endo, T.: "Reversal of terminally differentiated state in skeletal myocytes by SV40 large T antigen"Reactivation of the Cell Cycle in Terminally Differentiated Cells. 63-75 (2002)