酸化ストレスによる転写因子Nrf2の活性化機構の解析

• 研究課題/領域番号: 13770054
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 医化学一般
• 研究機関: 筑波大学
• 研究代表者: 伊東 健 筑波大学, 基礎医学系, 講師 (10323289)
• 研究期間 (年度): 2001 – 2002
• 研究課題ステータス: 完了 (2002年度)
• 配分額: 1,900千円 (直接経費: 1,900千円); 2002年度: 900千円 (直接経費: 900千円); 2001年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
• キーワード: Nrf2 / Keap1 / 解毒化酵素 / Neh2 / グロタチオントランスフェラーゼ / グルタチオントランスフェラーゼ

研究概要

(1)Keap1タンパク質の構造/機能連関の解析
Keap1の機能を解析するために,一過性共発現系を用いたレポーターアッセイ法により解析した.親電子性物質に反応するアミノ酸残基としてシステイン残基が考えられるので,システインをアラニンに変換した変異体を作製して親電子性物質に対する反応性に関して解析したところ、BTBドメインとDG.ドメインの間に存在するIVR(Intervening Region)中のシステイン残基に変異を導入した時に、親電子性物質に対する反応性は低下した.以上の結果から、親電子性物質のセンサーとしてKeap1のシステイン残基が考えられた.
(2)Keap1と相互作用しないNrf2タンパク質点変異体を用いた解析
線維芽細胞に安定遺伝子導入したNef2-EGFPは,プロテアソーム依存性に素早く分解される.Neh2領域中の蛋白質分解に必要なアミノ酸残基を同定するために,Neh2 N末端とNeh2 C末端とをそれぞれEGFPに融合した蛋白質を作製し,その蛋白質半減期を解析した.結果,Nrf2 N末端の領域をEGFPに融合した蛋白質は野生型と同様の半減期を示したが,Neh2 C末端をEGFPに融合した蛋白質は著明な安定化を示した.この領域は、ユビキチン化に必要とされるリジン残基を持っていないことから、Neh2によるプロテオソーム依存性の蛋白質分解は、ユビキチン非依存性の機構によることが考えられた.

研究成果

• [文献書誌] Itoh, K.et al.: "Keap1 regulates both cytoplasmic-nuclear shuttling and degradation of Nrf2 in response to electrophiles"Gene to Cells. 8. 379-391 (2003)
• [文献書誌] Kwak, M.et al.: "Modulation of gene expression by cancer chemopreventive dithiolethiones throgh the Keap1-Nrf2 pathway"J.Biol.Chem.. 278. 8135-8145 (2003)
• [文献書誌] Sasaki, H.et al.: "Electrophile response elemcnt-mediated induction of the Cystine/Glutamate exchange transporter gene expression"J.Biol.Chem.. 277. 44765-44771 (2003)
• [文献書誌] Kobayashi, M.et al.: "Identification of the interactive surface and phylogenic conservation of the Nrf2-Keap1 system"Genes to Cells. 7. 807-820 (2002)
• [文献書誌] Dinkova-Kostova, A.T.et al.: "Nrf2 deficient female mice develop lupus-like autoimmune nephritis"Kidney International. 60. 1343-1353 (2001)
• [文献書誌] Kwak, M.et al.: "Enhanced expression of the transcription factor Nrf2 by cancer chemopreventive agents"Mol.Cell.Biol.. 22. 2883-2892 (2002)
• [文献書誌] McMahon, M.: "The Cap'n'Collar basic leucine zipper transcription factor Nrf2(NF-E2 p45-related factor 2)controls both constitutive and inducible expression of intestinal detoxification and glutathione biosynthetic enzymes"Cancer Res.. 61. 3299-3307 (2001)
• [文献書誌] Kim, Y.C.: "Hemin-induced activation of the thioredoxin gene by Nrf2:A differential regulation of the antioxidant responsive element(ARE)by switch of its binding factors"J.Biol.Chem.. 276. 18399-18406 (2001)
• [文献書誌] Aoki, Y.: "Accelerated DNA adduct formation in the lung of the Nrf2 knockout mouse exposed to Diesel exhaust"Toxicol.Appli.Pharmacol.. 173. 154-160 (2001)
• [文献書誌] Yasutake, K.: "Two domain of Nrf2 cooperatiely bind CBP(CREB binding protein)and synergistically activate transcription"Genes to Cells. 6. 857-868 (2001)
• [文献書誌] Yoh, K.: "Nrf2 deficient female mice develop lupus-like autoimmune nephritis"Kidney International. 60. 1343-1353 (2001)
• [文献書誌] Kwak, M.: "Role of phase 2 enzyme induction in chemoprotection by dithiolethiones"Mutat.Res.. 480-481. 305-315 (2001)