ヒト及び酵母細胞におけるストレス応答シグナル伝達経路の制御機構

• 研究課題/領域番号: 14086202
• 研究種目: 特定領域研究
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 生物系
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 斎藤 春雄 東京大学, 医科学研究所, 教授 (60114485)
• 研究分担者: 武川 睦寛 東京大学, 医科学研究所, 助教授 (30322332) ; 舘林 和夫 東京大学, 医科学研究所, 助手 (50272498)
• 研究期間 (年度): 2002 – 2006
• 研究課題ステータス: 完了 (2006年度)
• 配分額: 212,400千円 (直接経費: 212,400千円); 2006年度: 41,200千円 (直接経費: 41,200千円); 2005年度: 41,200千円 (直接経費: 41,200千円); 2004年度: 47,600千円 (直接経費: 47,600千円); 2003年度: 50,400千円 (直接経費: 50,400千円); 2002年度: 32,000千円 (直接経費: 32,000千円)
• キーワード: 遺伝子 / 環境 / 酵素 / シグナル伝達 / ストレス / 細胞内シグナル伝達 / ストレス応答 / MAPキナーゼ / ヒト培養細胞 / 酵母 / 分子生物学 / 細胞生物学

研究概要

1)ヒトにおけるストレス応答シグナル伝達経路の制御機構
細胞ストレスが発現を誘導するGadd45のストレス応答MAPKKK(SAP3K)MTK1活性化機構を解明した。MTK1の活性化にはGadd45がMTK1のN末領域に結合して分子内のN-C結合を解離し、同時にMTK1二量体化と自己リン酸化とを促進することが必要だとわかった。また、TGF-βによるGadd45を介したMTK1活性化機構、SAP3Kとストレス応答MAPKK(SAP2K)との特異的結合に関与する新たなドッキング相互作用を見出した。この特異的結合に必須なのは、SAP2KのC末端にあるDVD領域である。合成DVDペプチドがSAPKの活性化を強く阻害することから、SAPK経路を標的とする新たな薬剤の開発が期待される。また、DVD領域による結合を利用し、単一細胞におけるSAP3K活性化動態を特異的かつ正確に可視化することのできる新たなFRETプローブを開発した。
2)酵母細胞におけるストレス応答シグナル伝達経路の制御機構
高等動物のムチンに高い相同性を持つ粘性多糖タンパク質Hkr1/Msb2が浸透圧センサーとしての機能を備えていることを見出した。酵母高浸透圧応答制御に関与するSsk2 SAP3KとPbs2 SAP2Kとの特異的結合ドメインを見出し、その機能を解明した。また、Hog1 MAPKとその活性化因子Pbs2あるいは不活性化因子Ptp2とのドッキング相互作用についても解析した。膜タンパク質Sho1、細胞質タンパク質Ste50、およびGタンパク質Cdc42がそれぞれアダプタータンパク質として複数のタンパク質と結合し、Hog1キナーゼの活性化を制御する機構を明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] Transmembrane mucins Hkr1 and Msb2 are putative osmosensors in the SHOl branch of yeast HOG pathway. (2007)
  • 著者名/発表者名: Tatebayashi, Kazuo
  • 雑誌名: The EMBO Journal 26 ページ: 3521-3533
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Activation of MTK1/MEKK4 by GADD45 through induced N-C dissociation and dimerization-mediated trans autophosphorylation of the MTKl kinase domain. (2007)
  • 著者名/発表者名: Miyake, Zenshi
  • 雑誌名: Molecular and Cellular Biology 27 ページ: 2165-2116
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Transmembrane mucinsHkr1andMsb2areputativeosmosensorsinthe SHO1 branch of yeast HOG pathway. (2007)
  • 著者名/発表者名: Tatebayashi, K., Tanaka, K., Yang, H. -Y., Yamamoto, K., Matsushita, Y., Tomida, T., Imai, M., Saito, H.
  • 雑誌名: EMBO J. 26 ページ: 3521-3533
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Activation of MTK1/MEKK4 by GADD45 through induced N-C dissociation and dimerization-mediated trans autophosphorylation of the MTK1 kinase domain. (2007)
  • 著者名/発表者名: Miyake, Z., Takekawa, M., Ge, Q., Saito, H.
  • 雑誌名: Mol. Cell. Biol. 27 ページ: 2765-2776
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Activation of MTK1/MEKK4 by GADD45 through induced N-C dissociation and dimerization-mediated trans autophosphorylaion of the MTK1 kinase domain. (2007)
  • 著者名/発表者名: Miyake, Zenshi
  • 雑誌名: Molecular and Cellular Biology 27 ページ: 2765-2776
• [雑誌論文] Adaptor functions of Cdc42, Ste50, and Sho1 in the yeast . osmoregulatory HOG MAPK pathway. (2006)
  • 著者名/発表者名: Tatebayashi, Kazuo
  • 雑誌名: The EMBO Journal 25 ページ: 3033-3044
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Adaptor functions of Cdc42, Ste50, and Sho1 in the yeast osmoregulatory HOG MAPK pathway. (2006)
  • 著者名/発表者名: Tatebayashi, K., Yamamoto, K., Tanaka, K., Tomida, T., Maruoka, T., Kasukawa, E., Saito, H.
  • 雑誌名: EMBO J. 25 ページ: 3033-3044
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Adaptor functions of Cdc42, Ste50, and Sho1 in the yeast osmoregulatory HOG MAPK pathway. (2006)
  • 著者名/発表者名: Tatebayashi, Kazuo
  • 雑誌名: EMBO Journal 25 ページ: 3033-3044
• [雑誌論文] Conserved docking site is essential for activation of mammalian MAP kinase by specific MAP kinase kinase kinases. (2005)
  • 著者名/発表者名: Takekawa, Mutsuhiro
  • 雑誌名: Molecular Cell 18 ページ: 295-306
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Structural basis for the function and regulation of the receptor protein tyrosine phosphatase CD45. (2005)
  • 著者名/発表者名: Nam, Hyun-Joo
  • 雑誌名: The Journal of Experimental Medicine 201 ページ: 441-452
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Conserved docking site is essential for activation of mammalian MAP kinase kinases by specific MAP kinase kinase kinases. (2005)
  • 著者名/発表者名: Takekawa, M., Tatebayashi, K., Saito, H.
  • 雑誌名: Mol. Cell 18 ページ: 295-306
  • NAID: 10016687433
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Structural basis for the function and regulation of the receptor protein tyrosine phosphatase CD45. (2005)
  • 著者名/発表者名: Nam, H. -J., Poy, F., Saito, H., Frederick, C. A.
  • 雑誌名: J. Exp. Med. 201 ページ: 441-452
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Conserved docking site is essential for activation of mammalian MAP kinase by specific MAP kinase kinase kinases (2005)
  • 著者名/発表者名: Takekawa, Mutsuhiro
  • 雑誌名: Molecular Cell 18-3 ページ: 295-306
• [雑誌論文] Structural basis for the function and regulation of the receptor Protein tyrosine phosphatase CD45 (2005)
  • 著者名/発表者名: Nam, Hyun-Joo
  • 雑誌名: Journal of Experimental Medicine 201 ページ: 441-452
• [雑誌論文] Regulation of the osmoregulatory HOG MAPK cascade in yeast. (2004)
  • 著者名/発表者名: Saito, Haruo
  • 雑誌名: Journal of Biochemistry 136 ページ: 267-272
  • NAID: 10016201785
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Regulation of the osmoregulatory HOG MAPK cascade in yeast. (2004)
  • 著者名/発表者名: Saito, H., Tatebayashi, K.
  • 雑誌名: J. Biochem. (Tokyo) 136 ページ: 267-272
  • NAID: 10016201785
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] GADD45β/GADD45γ and MEKK4 comprise a genetic pathway mediating STAT4-independent INFγ production in T cells (2004)
  • 著者名/発表者名: Chi, Hongbo
  • 雑誌名: EMBO Journal 23 ページ: 1576-1586
• [雑誌論文] Characterization of a novel low-molecular-mass dual-specificity phosphatase-3 (LDP-3) that enhances activation of JNK and p38 (2004)
  • 著者名/発表者名: Takagaki, Kentaro
  • 雑誌名: Biochemical Journal 383 ページ: 447-455
• [雑誌論文] Regulation of the osmoregulatory HOG MAPK cascade in yeast (2004)
  • 著者名/発表者名: Saito, Haruo
  • 雑誌名: Journal of Biochemistry 136 ページ: 276-272
  • NAID: 10016201785
• [雑誌論文] Functions of the ectodomain and cytoplasmic tyrosine phosphatase domains of receptor protein tyrosine phosphatase Dlar in vivo. (2003)
  • 著者名/発表者名: Krueger, Neil X
  • 雑誌名: Molecular and Cellular Biology 23 ページ: 6909-6921
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Yeast osmosensor Slnl and plant cytokinin receptor Crel respond to changes in turgor pressure. (2003)
  • 著者名/発表者名: Reiser, Vladimir
  • 雑誌名: The Journal of Cell Biology 161 ページ: 1035-1040
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] The Slnl-Ypdl-Sskl multistep phosphorelay system that regulates an osmosensing MAP kinase cascade in yeast. (2003)
  • 著者名/発表者名: Saito, Haruo
  • 雑誌名: “Histidine kinases in signal transduction, " edited by Inouye, M・, and Dutta, R., Academic Press, San Diego ページ: 397-419
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] A docking site determining specificity of Pbs2 MAPKK for Ssk2/Ssk22 MAPKKKs in the yeast HOG pathway. (2003)
  • 著者名/発表者名: Tatebayashi, Kazuo
  • 雑誌名: The EMBO Journal 22 ページ: 3624-3634
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Functions of the ectodomain and cytoplasmic tyrosine phosphatase domains of receptor protein tyrosine phosphatase Dlarinvivo. (2003)
  • 著者名/発表者名: Krueger, N. X., Reddy, R. S., Johnson, K., Bateman, J., Kaufmann, N., Scalice, D., Van Vactor, D., Saito, H.
  • 雑誌名: Mol. Cell. Biol. 23 ページ: 6909-6921
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Yeast osmosensor Sln1 and plant cytokininreceptor Cre1 respond to changes in turgor pressure. (2003)
  • 著者名/発表者名: Reiser, V., Raitt, D. C., Saito, H.
  • 雑誌名: J. Cell Biol. 161 ページ: 1035-1040
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] The Sln1-Ypd1-Ssk1 multistep phosphorelay system that regulates an osmosensing MAP kinase cascade in yeast. (2003)
  • 著者名/発表者名: Saito, H.
  • 雑誌名: In Histidine kinases in signal transduction, (Inouye, M., & Dutta, R., Eds). Academic Press, San Diego. ページ: 397-419
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] A docking site determining specificity of Pbs2 MAPKK for Ssk2/Ssk22 MAPKKKs in the yeast HOG pathway. (2003)
  • 著者名/発表者名: Tatebayashi, K., Takekawa, M., Saito, H.
  • 雑誌名: EMBO J. 22 ページ: 3624-3634
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Regulation of MTK1/MEKK4 kinase activity by its N-terminal domain and Gadd45 binding・ (2002)
  • 著者名/発表者名: Mita, Hiroaki
  • 雑誌名: Molecular and Cellular Biology 22 ページ: 4544-4555
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Smad-dependent GADD45βexpression mediates delayed activation of p38 MAP kinase by TGF-β. (2002)
  • 著者名/発表者名: Takekawa, Mutsuhiro
  • 雑誌名: The EMBO Journal 21 ページ: 6473-6482
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Regulation of Lck and Fyn tyrosine kinase activities by transmembrane protein tyrosine phosphatase leukocyte common antigen-related molecule. (2002)
  • 著者名/発表者名: Tsujikawa, Kazutake
  • 雑誌名: Molecular Cancer Research 1 ページ: 155-163
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Regulation of MTK1/MEKK4 kinase activity by its N-terminal domain and GADD45 binding. (2002)
  • 著者名/発表者名: Mita, H., Tsutsui, J., Takekawa, M., Witten, E. A., Saito, H.
  • 雑誌名: Mol. Cell. Biol. 22 ページ: 4544-4555
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Smad-dependent GADD45b expression mediates delayed activation of p38 MAP kinase by TGF-b. (2002)
  • 著者名/発表者名: Takekawa, M., Tatebayashi, K., Itoh, F., Adachi, M., Imai, K., Saito, H.
  • 雑誌名: EMBO J. 21 ページ: 6473-6482
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Regulation of Lck and Fyn tyrosine kinase activities by transmembrane protein tyrosine phosphatase leukocyte common antigen-related molecule. (2002)
  • 著者名/発表者名: Tsujikawa, K., Ichijo, T., Moriyama, K., Tadotsu, N., Sakamoto, K., Sakane, N., Fukada, S., Furukawa, T., Saito, H., Yamamoto, H.
  • 雑誌名: Mol. Cancer Res. 1 ページ: 155-163
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Reiser, Vladimir: "Yeast osmosensor Sln1 and plant cytokinin receptor Cre1 respond to changes in turgor pressure"Journal of Cell Biology. 161. 1035-1040 (2003)
• [文献書誌] Tatebayashi, Kazuo: "A docking site determining specificity of Pbs2 MAPKKK for Ssk2/Ssk22 MAPKKKs in the yeast HOG pathway"EMBO Journal. 22. 3624-3624 (2003)
• [文献書誌] Krueger, Neil X.: "Functions of the ectodomain and cytoplasmic tyrosine phosphatase domains of receptor protein tyrosine phosphatase Dlar in vivo"Molecular and Cellular Biology. 23. 6909-6921 (2003)
• [文献書誌] Mita, Hiroaki: "Regulation of MTK1/MEKK4 kinase activity by its N-terminal autoinhibitory domain and GADD45 binding"Molecular and Cellular Biology. 22. 4544-4555 (2002)
• [文献書誌] Takekawa, Mutsuhiro: "Smad-dependent GADD45β expression mediates delayed activation of p38 MAP kinase by TGF-β"EMBO Journal. 21. 6473-6482 (2002)
• [文献書誌] 武川 睦寛: "ストレス応答MAPキナーゼ"蛋白質核酸酵素. 47. 1379-1389 (2002)
• [文献書誌] Inouye, Masayori: "HISTIDINE KINASES IN SIGNAL TRANSDUCTION"Academic Press. 520 (2003)