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アミノ酸バランスを感知し、蛋白合成系・細胞成長・細胞周期を制御する分子基盤の解析

研究課題

研究課題/領域番号 12480190
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 機能生物化学
研究機関神戸大学

研究代表者

米澤 一仁  神戸大学, バイオシグナル研究センター, 教授 (70283900)

研究分担者 吉野 健一  神戸大学, バイオシグナル研究センター, 助手 (90280792)
原 賢太  神戸大学, バイオシグナル研究センター, 助手 (70294254)
研究期間 (年度) 2000 – 2001
研究課題ステータス 完了 (2001年度)
配分額 *注記
14,600千円 (直接経費: 14,600千円)
2001年度: 6,300千円 (直接経費: 6,300千円)
2000年度: 8,300千円 (直接経費: 8,300千円)
キーワードラパマイシン / mTOR / AMP-activated protein kinase / p70 S6 kinase / eIF4E結合蛋白質 / TOSモチーフ / Scaffold蛋白質 / mTOR結合蛋白質 / スカフォールド蛋白質 / p70S6キナーゼ / eIF-4E BP1 / マスフインガープリンテイング法 / リン酸化反応 / アミノ酸バランス / 蛋白合成 / 細胞成長 / 細胞周期 / DT40細胞
研究概要

(1)mTOR結合蛋白質raptorの発見と機能解析
抗mTOR抗体によりmTORを精製すると、150kDaの蛋白が検出され、質量分析計による解析の結果、KIAA1303cDNAクローンによってコードされる蛋白質であることが判明し、この新規蛋白質をraptorと命名した。RaptorはmTORと結合し、TORの下流因子4EBP1やp70Skと結合した。RaptorはmTORとその基質分子を結合し、反応の足場を与えるscaffold蛋白質として機能していることが判明した。
(2)mT0Rシグナル伝達系とAMP-activated protein kinase (AMPK)とのクロストーク
AMPKは、細胞中のAMPレベルの上昇により活性化されるキナーゼで、細胞内のATPレベルの維持に働いている。我々は、mTORのキナーゼドメインをbaitにしたyeast two hybridd系により、AMPKのγ1サブユニットを検出した。AMPKの活性化剤AICARでヒト角膜上皮細胞を処理すると、AMPK活性の上昇とともにmTORの下流因子p70S6kの活性低下を認めた。AMPKのdominant active変異体の導入によりp70S6kの活性は低下し、dominant negativeによりp70S6kの活性は上昇し、AMPKとmTORシグナル系がクロストークしていると考えられた。
(3)RaptorとmTOR基質分子との結合におけるTOSモチーフの役割
mTORの基質分子であるp70S6kや4EBP1にTOS(conerved TOR signaling)モチーフが存在する。p70S6kおよび4EBP1のTOSモチーフ変異体はin vitroでraptorと結合せず、かつ、mTORによってもリン酸化されないことが判明し、raptorがscaffold蛋白として機能していることが裏付けられた。

報告書

(3件)
  • 2001 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2000 実績報告書
  • 研究成果

    (35件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (35件)

  • [文献書誌] Yonezawa, K.: "Nutrient regulation of gene and protein expression"Curr. Opin. Clinic. Nutri. Metab. Care. 3. 253-254 (2000)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Takahashi, T.: "Carboxyl-terminal region conserved among phosphoinositide-kinase-related kinases is indispensable for mTOR function in vivo and in vitro"Genes Cells. 5. 765-776 (2000)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Minami, T.: "Distinct regulatory mechanism for p70 S6 kinase β from that for p70 S6 kinase α"Genes Cells. 6. 1003-1015 (2001)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Takei, N.: "Brain-derived neurotrophic factor enhances neuronal translation by activating multiple initiation processes : Comparison with the effects of insulin"J. Biol. Chem.. 276. 42818-42825 (2001)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Wu, S.: "Characterization of ubiquilin 1, an mTOR-interacting protein"Biochim. Biophys. Acta. 1542. 41-56 (2002)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Shimizu, T.: "Proteome and transcriptome analysis of the virulence genes regulated by the VirR/VirS system in Clostridium perfringens"J. Bacteriol.. 184. 2587-2594 (2002)

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  • [文献書誌] Hara, K.: "Raptor, a binding partner of target of rapamycin (TOR), mediates TOR action"Cell. 110. 177-189 (2002)

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  • [文献書誌] Kono, Y.: "MCM3-binding GANP DNA-primase is associated with a novel phosphatase component G5PR"Genes Cells. 7. 821-834 (2002)

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  • [文献書誌] Gan, X.: "Tag-mediated isolation of yeast mitochondrial ribosome and mass spectrometric identification of its new components"Eur. J. Biochem.. 269. 5203-5214 (2002)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kimura, N.: "A possible linkage between AMP-activated protein kinase (AMPK) and mammalian target of rapamycin (mTOR) signalling pathway"Genes Cells. 8. 65-79 (2003)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hidayat, S.: "Inhibition of amino acid-mTOR signaling by a leucine derivative induces G1 arrest in Jurkat cells"Biochem. Biophys, Res. Commun.. 301. 417-423 (2003)

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  • [文献書誌] Nojima, H.: "The mammalian target of rapamycin (mTOR) partner, raptor, binds the mTOR substrates p70 S6 kinase and 4E-BP1 through their TOR signaling (TOS) motif"J. Biol. Chem.. (in press). (2003)

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  • [文献書誌] Avruch, J.: "The p70 S6 kinase integrates nutrient and growth signals to control translational capacity"Springer-Verlag. 40 (2001)

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  • [文献書誌] Yonezawa, K.: "Nutrient regulation of gene and protein expression"Curr. Opin. Clinic. Nutri. Metab. Care. 3. 2 (2000)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Takahashi, T.: "Carboxyl-terminal region conserved among phosphoinsitide-kinase-related kinases is indispensable for mTOR function in vivo and in vitro"Genes Cells. 5. 12 (2000)

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  • [文献書誌] Avruch, J.: "The p70 S6 kinase integrates nutrient and growth signals to control translational capacity"Prog. Mol. Subcell. Biol.. 26. 40 (2001)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Minami, T.: "Distinct regulatory mechanism for p70 S6 kinase β from that for p70 S6 kinase α"Genes Cells. 6. 13 (2001)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Takei, N.: "Brain-derived neurotrophic factor enhances neuronal translation by activating multiple initiation processes : Comparison with the effects of insulin"J. Biol. Chem.. 276. 8 (2001)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Wu, S.: "Characterization of ubiquilin 1, an mTOR-interacting protein"Biochim. Biophys. Acta. 1542. 16 (2002)

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    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Shimizu, T.: "Proteome and tra scriptome analysis of the virulence genes regulated by the VirR/VirS system in Clostridium perfringens"J. Bacteriol.. 184. 8 (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hara, K.: "Raptor, a binding partner of target of rapamycin (TOR), mediates TOR action"Cell. 110. 13 (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kono, Y.: "MCM3-binding GANP DNA-primase is associated with a novel phosphatase component G5PR"Genes Cells. 7. 14 (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Gan, X.: "Tag-mediated isolation of yeast mitochondrial ribosome and mass spectrometric identification of its new components"Eur. J. Biochem. 269. 12 (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kimura, N.: "A possible linkage between AMP-activated protein kinase (AMPK) and mamalian target of rapamycin (mTOR) signalling pathway"Genes Cells. 8. 15 (2003)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hidayat, S.: "Inhibition of amino acid-mTOR signaling by a leucine derivative induces G1 arrest in Jurkat cells"Biochem. Biophys. Res. Commun.. 301. 7 (2003)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Nojima, H.: "The mammalian target of rapamycin (mTOR) partner, raptor, binds the mTOR substrates p70 S6 kinase and 4E-BP1 through their TOR signaling (TOS) motif"J. Biol. Chem.. (in press). (2003)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Minami T.: "Distinct regulatory mechanism for p70 S6 kinase β from that for p70 S6 kinase α"Genes to Cells. 6・11. 1003-1015 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Takei N.: "Brain-derived neurotrophic factor enhances neuronal translation by activating multiple initiation processes"J. Biol. Chem.. 276・46. 42818-42825 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Wu S.: "Characterization of ubiquilin 1, an mTOR-interacting protein"Biochim. Biophys. Acta. 1542・1-3. 41-56 (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Avruch J.: "The p70 S6 kinase integrates nutrient and growth signals to control translational capacity"Springer-Verlag. 40 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Isotani,S.: "Immunopurified mammalian target of rapamycin phosphorylates and activates p70 S6 kinase alpha in vitro."J.Biol.Chem.. 10・8. 34493-34498 (1999)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Parekh,D.: "mTOR controls one of two kinase pathways acting upon nPKCδ and nPKCε."J.Biol.Chem.. 274・49. 34758-34764 (1999)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Yonezawa,K.: "Nutritional regulation of gene and protein expression"Curr.Opin.Clinic.Nutri.Metab.Care. 3. 253-254 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Takahashi,T.: "Carboxyl-terminal region conserved among phosphoinositide-kinase-related kinases is indispensable for mTOR function in vivo and in vitro."Genes to Cells. 5・9. 765-775 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Avruch,J.: "The p70 S6 kinase integrates nutrient and growth signals to control translational capacity."Progress in Molecular and Subcellular Biology. (in press).

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書

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公開日: 2000-04-01   更新日: 2016-04-21  

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