プロテインキナーゼとGTP結合蛋白質による遺伝子発現の制御機構

• 研究課題/領域番号: 04680192
• 研究種目: 一般研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 代謝生物化学
• 研究機関: 神戸大学
• 研究代表者: 貝淵 弘三 神戸大学, 医学部, 助教授 (00169377)
• 研究期間 (年度): 1992
• 研究課題ステータス: 完了 (1992年度)
• 配分額: 1,900千円 (直接経費: 1,900千円); 1992年度: 1,900千円 (直接経費: 1,900千円)
• キーワード: ras p21 / 細胞増殖・分化 / smg GDS / GDP / GTP交換反応 / トランスロケーション / MAPキナーゼ / 翻訳後修飾

研究概要

最近の私共や他の研究室の解析により、ras p21が遺伝子発現系を介して細胞の増殖や分化を制御していることが明らかになりつつある。本年度は、ras p21の活性制御機構を明らかにするとともにras p21の標的蛋白質の同定を試み、以下の結果を得た。ras p21にはGDP結合型の不活性型とGTP結合型の活性型が存在しており、GTP結合型が標的蛋白質に作用すると考えられる。私共はすでに、smg GDSがras p21のGDP/GTP交換反応を促進することを明らかにしている。ras p21は細胞膜結合能を有するが、本年度、私共はsmg GDSがras p21と複合体を形成してras p21の細胞膜への結合を阻害することを明らかにした。また、あらかじめ細胞膜に結合させたras p21にsmg GDSを作用させると、ras p21が細胞膜から解離することも示した。したがって、smg GDSはras p21のGDP/GTP交換反応を促進するのみならず、ras p21の細胞膜から細胞質へのトランスロケーションも促進すると考えられる。最近、ras p21が細胞レベルでMAPキナーゼを活性化することが報告されているが、本年度、私共は、ツメガエル卵の細胞質画分にKi-ras p21に依存してMAPキナーゼを活性化する因子が存在することを明らかにし、これをREKSと命名して部分精製した。REKSは分子量150kDaの蛋白質で、細胞質に存在していた。ras p21はそのC末端に脂質による翻訳後修飾を受けることが知られているが、Ki-ras p21がREKSを活性化するのにこの翻訳後修飾が必須であった。本年度の私共の研究結果から、ras p21の活性制御機構とその標的蛋白質について着実な成果をあげることができ、本年度の研究計画はほぼ達成することができたと考えている。

研究成果

• [文献書誌] Itoh,T.: "The post-translationally processing of ras p21 is critical for its stimulation of Mitogen-activated protein (MAP) kinase." J.Biol.Chem.in press. (1993)
• [文献書誌] Shirataki,H.: "Rabphilin-3A, a putative target protein for smg p25A/rab3A p25 small GTP-binding protein related to synaptotagmin." Mol.Cell.Biol.in press. (1993)
• [文献書誌] Itoh,T.: "A novel protein factor for ras p21-dependent activation of Mitogen-activated protein kinase." Proc.Natl.Acad.Sci.USA. 90. 975-979 (1993)
• [文献書誌] Kawamura,M.: "Translocation of Ki-ras p21 between membrane and cytoplasm by smg GDS." Biochem.Biophys.Res.Commun.in press. (1993)
• [文献書誌] Ando,S.: "Post-translational processing of rac p21s is important both for their interaction with the GDP/GTP exchange proteins and for their activation of NADPH oxidase." J.Biol.Chem.267. 25709-25713 (1992)
• [文献書誌] Shirataki,H.: "A possible target protein for smg-25A/rab3A small GTP-binding protein." J.Biol.Chem.267. 10946-10949 (1992)
• [文献書誌] Mizuno,T.: "Regulation of the superoxide-generating NADPH oxidase by a small GTP-binding protein and its stimulatory and inhibitory GDP/GTP exchange proteins." J.Biol.Chem.267. 10215-10218 (1992)
• [文献書誌] Hirata,K.: "Involvement of rho p21 in the GTP-enhanced calcium ion sensitivity of smooth muscle contraction." J.Biol.Chem.267. 8719-8722 (1992)
• [文献書誌] Fujioka,H.: "Transforming and c-fos promoter/enhancerstimulating activities of a stimulatory GDP/GTP exchange protein for small GTP-binding proteins." J.Biol.Chem.267. 926-930 (1992)
• [文献書誌] Horiuchi,H.: "The posttranslational processing of ras p21 is critical for its stimulation of yeast adenylate cyclase." Mol.Cell.Biol.12. 4515-4520 (1992)
• [文献書誌] Sakoda,T.: "smg/rap1/Krev-1 p21s inhibit the signal pathway to the c-fos promoter/enhancer from c-Ki-ras p21 but not from c-raf-1 kinase in NIH3T3 cells." Oncogene. 7. 1705-1711 (1992)
• [文献書誌] Adachi,M.: "Induction of smg p21/rap1A p21/krev-1 p21 gene expression during phorbol ester-induced differentiation of a human megakaryocytic leukemia cell line." Oncogene. 7. 323-329 (1992)
• [文献書誌] Hiraoka,K.: "Both stimulatory and inhibitory GDP/GTP exchange proteins,smg GDS and rho GDI,are active on multiple small GTP-binding proteins." Biochem.Biophys.Res.Commun.182. 921-930 (1992)
• [文献書誌] Takai,Y.: "Small GTP-binding proteins." Int.Rev.Cytol.133. 187-230 (1992)