Ras関連低分子量G蛋白により活性化されるPAKの細胞内情報伝達における役割

• 研究課題/領域番号: 07780515
• 研究種目: 奨励研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 構造生物化学
• 研究機関: 横浜市立大学
• 研究代表者: 長田 真一 横浜市立大学, 医学部, 助手 (00244484)
• 研究期間 (年度): 1995
• 研究課題ステータス: 完了 (1995年度)
• 配分額: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円); 1995年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
• キーワード: マップキナーゼ / ras / rac / トランスフォーメーション / PAK / 優性抑制型変異体

研究概要

酵母のMAPKKKに相同なほ乳類のキナーゼを検索する過程で見いだしたキナーゼのなかで、我々がMRK2と名付けたものは低分子量Gタンパク質であるracに結合するキナーゼとして見いだされたPAKと同一であった。活性型racが細胞のトランスフォーメーションを引き起こすことや、SAPK/JNKのマップキナーゼ経路を活性化することが報告され、PAK/MRK2がその媒介因子であると想定されるに至ったが、その真偽は未だに不明である。そこで、PAK/MRK2の変異体を作成し、NIH3T3細胞のトランスフォーメーションに対する効果と、TRE(TPA-response element)エンハンサー活性化に及ぼす効果を検討した。活性型rasや活性型racは上述の両方の活性を示した。優性抑制型のrasは活性型rasの効果のみを抑制した。一方、優性抑制型racは活性型rasや活性型racの上述の二つの活性を共に抑制した。興味深いことに、PAK/MRK2の制御ドメインのみを持つ変異体は優性抑制型racと同様の作用を示した。このことはPAK/MRK2或いはその相同タンパク質がracの下流で機能していることを示唆している。
一方、同様の過程で見いだしたMRK1もPAK/MRK2と同様のMAPKKKKとしての構造を示す。PAK/MRK2は酵母のMAPKKKKであるSTE20と50%以上の、MRK1は酵母のMAPKKKKであるSPS1と50%以上の相同性を示す。そこで、既知のマップキナーゼ経路、ERKとSAPK/JNK経路を活性化する能力を試験したがこれらに対する効果を確認することはできなかった。一方、同様の過程で見いだされたMUKがSAPK/JNK経路を特異的に活性化することを見いだした。MUKはSAPK/JNK経路の活性化キナーゼであるSEKをリン酸化、活性化することも確認した。すなわちMUKはSAPK/JNK経路のMAPKKKであることが明らかとなった。

研究成果

• [文献書誌] Hirano,M.,Osada,S.,Aoki,T.,Hirai,S.,Hosaka,M.,Inoue,J.,and Ohno,S.: "MEK kinase is involved in TNF α-mediated activation of NFkB and degradation of IkB α。" J.Biol.Chem.(in press).
• [文献書誌] Akimoto,K.,Takahashi,R.,Moriya,S.,Nishioka,N.,Takayanagi,J.,Kimura,K.,Fukui,Y.,Osada,S.,Mizuno,K.,Hirai,S.,Kazlauskas,A.,and Ohno,S.: "EGF and PDGF receptors activate atypical PKC λ through phosphatidylinositol 3-kinase." EMBO J.(in press).
• [文献書誌] Hirai,S.,Izawa,N.,Osada,S.,Spyrou,G.and Ohno,S.: "Activation of the JNK pathway by distantly related protein kinases,MEKK and MUK." Oncogene.12. 641-650 (1996)
• [文献書誌] Nishioka,N.,Hirai,S.,Mizuno,K.,Osada,S.,Suzuki,A.,Kosaka,K.,and Ohno,S.: "Wortmannin inhibits the activation of MAP kinase following Vasopressin V1 receptor stimulation." FEBS Lett.377. 393-398 (1995)
• [文献書誌] Wang,F.,Naik,U.P.,Ehrlich,Y.H.,Osada.S.,Ohno,S.and Komecki,E.: "Stimulatory antibody-induced activation and selective translocation of protein kinase C isoenzymes in human platelets." Biochem.J.311. 401-406 (1995)
• [文献書誌] Mizuno,K.Noda,K.,Ueda,Y.,Hanaki,H.,Saido,T-C.,Suzuki,K.,Ikuta,T.,Kuroki,T.,Tamaoki,T.,Hirai,S-I.,Osada,S.and Ohno,S.: "UCN-01,an anti-tumor drug,is a selective inhibitor of the conventional PKC subfamily." FEBS Lett.359. 259-261 (1995)
• [文献書誌] Hirano,M.,Hirai,S-I.,Mizuno,K.,Osada,S.,Hosaka,M.and Ohno,S.: "A protein kinase C isozyme,nPKCε,is involved in the activation of NF-к B by 12-0-tetradecanoylphorbol-13-acetate (TPA) in rat 3Y1 fibroblasts." Biochem.Biophys.Res Commun.206. 429-436 (1995)