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PINK1とParkinの解析による、パーキンソン病の発症メカニズムの解明

研究課題

研究課題/領域番号 11J06061
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 病態医化学
研究機関東京大学

研究代表者

尾勝 圭  東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 特別研究員(DCl)

研究期間 (年度) 2011 – 2013
研究課題ステータス 完了 (2013年度)
配分額 *注記
1,900千円 (直接経費: 1,900千円)
2013年度: 600千円 (直接経費: 600千円)
2012年度: 600千円 (直接経費: 600千円)
2011年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
キーワードパーキンソン病 / Parkin / PINK1 / ミトコンドリア / ユビキチン / リン酸化 / 蛋白質分解 / 神経変性疾患 / PINKI / 品質管理 / オートファジー
研究概要

パーキンソン病(PD)の原因遺伝子産物PINK1とParkinの解析によるPDの発症メカニズムの研究において、ミトコンドリア品質に関わる両タンパク質の機能に注目が集まっている。PINK1はタンパク質リン酸化酵素、Parkinはユビキチン連結酵素(E3)として知られている。PINK1とParkinの作動機構や神経細胞での機能発現に関しては不明な点が残されている。
今年度の研究では、PINK1がミトコンドリア膜電位の低下した不良ミトコンドリア上で複合体を形成することで、PINK1の分子間リン酸化が促進することが示唆された。また、この複合体形成は多くのPD患者由来の変異体PINK1で、異常が生じていることが示された。このPINK1の複合体形成とリン酸化による活性化はParkinのリン酸化を引き起こし、Parkinの不良ミトコンドリアへの局在化と活性化を促進する。この時のParkinの活性化はRBR型E3に見られる特徴的な様式であり、自身のシステイン残基を仲介しながらユビキチンを基質へ付加していた。これまでに、Parkinの不良ミトコンドリアへのユビキチン化はユビキチン認識タンパク質(p62, VCP)をリクルートすることが知られている。さらに今年度の研究でVCPのリクルートにはVCPのコファクターが必要であることとVCPの疾患関連変異がミトコンドリアへの局在化の阻害を受けていることが明らかとなった。一方で、PINK1とParkinの翻訳後修飾やシステインを介したParkinの活性化機構はマウス由来の初代神経細胞でも再現された。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

(抄録なし)

今後の研究の推進方策

(抄録なし)

報告書

(3件)
  • 2013 実績報告書
  • 2012 実績報告書
  • 2011 実績報告書
  • 研究成果

    (24件)

すべて 2013 2012 2011 その他

すべて 雑誌論文 (8件) (うち査読あり 6件) 学会発表 (12件) 備考 (4件)

  • [雑誌論文] The principal PINK1 and Parkin cellular events triggered in response to dissipation of mitochondrial membrane potential also occur in primary neurons2013

    • 著者名/発表者名
      Fumika Koyano, Kei Okatsu, Shinsuke Ishigaki, Yusuke Fujioka, Mayumi Kimura, Keiji Tanaka, Noriyuki Matsuda
    • 雑誌名

      Genes to Cells

      巻: 18 号: 8 ページ: 672-81

    • DOI

      10.1111/gtc.12066

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Parkin catalyzed ubiquitin-ester transfer is triggered by PINK1-dependent phosphorylation2013

    • 著者名/発表者名
      Masahiro Iguchi, Yuki Kujuro, Kei Okatsu, Fumika Koyano, Hidetaka Kosako, Mayumi Kimura, Norihiro Suzuki, Shinichiro Uchiyama, Keiji Tanaka, Noriyuki Matsuda
    • 雑誌名

      The Journal of Biological Chemistry

      巻: 288 号: 30 ページ: 22019-32

    • DOI

      10.1074/jbc.m113.467530

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Different dynamic movements of wild-type and pathogenic VCPs and the ir cofactors to damaged mitochondria in a Parkin-mediated mitochondrial quality control system2013

    • 著者名/発表者名
      Yoko Kimura, Junpei Fukushi, Seiji Hori, Noriyuki Matsuda, Kei Okatsu, Yukie Kakiyama, Junko Kawawaki, Akira Kakizuka, Keiji Tanaka
    • 雑誌名

      Genes to Cells

      巻: 18 号: 12 ページ: 1131-43

    • DOI

      10.1111/gtc.12103

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A dimeric PINK1-containing complex on depolarized mitochondria stimulates Parkin recruitment2013

    • 著者名/発表者名
      Kei Okatsu, Midori Uno, Fumika Koyano, Etsu Go, Mayumi kimura, Toshihiko Oka, Keiji Tanaka, Noriyuki Matsuda
    • 雑誌名

      The Journal of Biological Chemistry

      巻: 288 号: 51 ページ: 36372-84

    • DOI

      10.1074/jbc.m113.509653

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] PINK1 autophosphorylation upon membrane potential dissipation is essential for Parkin recruitment to damaged mitochondria2012

    • 著者名/発表者名
      尾勝圭
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 3 号: 1 ページ: 1016-1016

    • DOI

      10.1038/ncomms2016

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Mitochondrial hexokinase HKI is a novel substrate of the Parkin ubiauitin ligase.2012

    • 著者名/発表者名
      尾勝圭
    • 雑誌名

      BBRC

      巻: 428 ページ: 197-202

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] ミトコンドリア膜電位依存性の品質管理機構:ParkinとPINK1の役割2012

    • 著者名/発表者名
      田中啓二, 松田憲之, 尾勝圭
    • 雑誌名

      Annual Review神経2012

      ページ: 37-42

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [雑誌論文] パーキンソン病を制御する蛋白質分解2011

    • 著者名/発表者名
      松田憲之, 尾勝圭, 田中啓二
    • 雑誌名

      実験医学

      巻: 29 ページ: 2018-2024

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] PINK1の複合体形成とリン酸化によるミトコンドリア品質管理機構の制御2013

    • 著者名/発表者名
      尾勝 圭
    • 学会等名
      首都大バイオコンファレンス2013
    • 発表場所
      東京都八王子市, 首都大学東京
    • 年月日
      2013-11-08
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] PINK1 autophosphorylation is required for recruiting Parkin onto depolarized mitochondria2013

    • 著者名/発表者名
      尾勝 圭
    • 学会等名
      Cell symposium, Mitochondria : From signaling to disease
    • 発表場所
      Portugal, Lisbon
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Autophosphorylation of PINK1 translocates ubiquitin ligase Parkin onto denolarized mitochondria and assists its E3 activity2013

    • 著者名/発表者名
      尾勝 圭
    • 学会等名
      The 35^<th> naito Conference
    • 発表場所
      北海道札幌市, シャトレーゼガトーキングダム・サッポロ
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Parkinson's disease relevant mutation of mitochondrial kinase PINK1 is defective in autophosphorylation and complex formation2013

    • 著者名/発表者名
      尾勝 圭
    • 学会等名
      4^<th> International Symposium on Dynamics of Mitochondria, from Molecular Mechanisms to Physiological Functions and Disease
    • 発表場所
      沖縄県読谷村, 残波岬ロイヤルホテル
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Parkinson's disease relevant mutation of mitochondrial kinase PINK1 is defective in autphosphorylation and complex formation2013

    • 著者名/発表者名
      尾勝 圭
    • 学会等名
      International Symposium on mitochondria 2013, The 13^<th> Conference of Japanese Society of Mitochondrial Research and Medicine, Prelude to the Translational Research in Mitochondrial Disease
    • 発表場所
      東京都港区, 六本木ヒルズ
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Parkinの不良ミトコンドリア局在はPINK1のリン酸化によって制御される2013

    • 著者名/発表者名
      尾勝 圭
    • 学会等名
      ミトコンドリア・ダイナミクス討論会
    • 発表場所
      大分県日田市, 亀山亭
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] PINK1の複合体形成とリン酸化によるミトコンドリア品質管理機構の制御2013

    • 著者名/発表者名
      尾勝 圭
    • 学会等名
      第86回日本生化学会年会
    • 発表場所
      神奈川横浜市, パシフィコ横浜
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] PINK1のリン酸化はParkinによるミトコンドリア品質維持を制御する2012

    • 著者名/発表者名
      尾勝圭
    • 学会等名
      第85回日本生化学会年会
    • 発表場所
      福岡国際会議場/マリンメッセ福岡(福岡)
    • 年月日
      2012-12-16
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] PINK1とParkinによるミトコンドリア品質管理の分子メカニズム2012

    • 著者名/発表者名
      尾勝圭
    • 学会等名
      第35回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      福岡国際会議場/マリンメッセ福岡(福岡)
    • 年月日
      2012-12-14
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] In-depth analysis of complex formation of PINK1 by dissipation of mitochondrial membrane potentia2012

    • 著者名/発表者名
      尾勝圭
    • 学会等名
      Gordon Research Conference
    • 発表場所
      USA, Boston, Stonehi11 College
    • 年月日
      2012-08-07
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] パーキンソン病原因遺伝子PINK1の制御によるミトコンドリア品質維持機構2011

    • 著者名/発表者名
      尾勝圭
    • 学会等名
      第34回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜.神奈川県,日本
    • 年月日
      2011-12-15
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Parkin exerts ubiquitin ligase activity on damaged mitochondria for mitochondrial degradation and clustering2011

    • 著者名/発表者名
      尾勝圭
    • 学会等名
      EMBO Conference Series, Ubiquitin and ubiquitin-like modifiers : From functional modules to systems biology
    • 発表場所
      Dubrovnik, Croatia
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [備考] 研究室ホームページ

    • URL

      http://www.igakuken.or.jp/Pro-meta/

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [備考] 所属機関webページ

    • URL

      http://www.igakuken.or.jp/

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [備考] 所属研究室webページ

    • URL

      http://www.igakuken.or.jp/pro-meta

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.igakuken.or.jp/pro-meta/

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書

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公開日: 2011-12-12   更新日: 2024-03-26  

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