浸透圧ストレス情報伝達経路の解析

• 研究課題/領域番号: 14086203
• 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: 前田 達哉 東京大学, 分子細胞生物学研究所, 助教授 (90280627)
• 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: 79,600千円 (直接経費: 79,600千円); 2006年度: 15,300千円 (直接経費: 15,300千円); 2005年度: 15,300千円 (直接経費: 15,300千円); 2004年度: 17,000千円 (直接経費: 17,000千円); 2003年度: 16,000千円 (直接経費: 16,000千円); 2002年度: 16,000千円 (直接経費: 16,000千円)
• キーワード: ストレス応答性MAPキナーゼ経 / His-Aspリン酸基リレー / ユビキチン・プロテアソーム系 / プロテインホスファターゼ / スキャフォールドタンパク質 / 経路間特異性 / アクチン制御タンパク質 / ESCRT複合体 / ストレス応答性MAPキナーゼ経路 / 経路特異性 / GSK-3 / 酵母 / 活性化型変異体 / 擬菌糸形成 / MVBソーティング / ESCRT複合 / Scaffoldタンパク質 / レシーバードメイン / 浸透圧センサー / scaffoldタンパク質

研究概要

酵母の浸透圧ストレス応答経路のセンサー機構に関わるSsk1が、脱リン酸化状態特異的にユビキチン・プロテアソーム系により分解されること、この分解が経路の抑制に関わっていることを明らかにした。
架橋剤を用いた共沈実験により、浸透圧刺激後、センサー構成因子Sho 1が、MAPKK Pbs2との結合に先立って、一過的にアクチン制御タンパク質Las17と結合することを示した。さらに、この結合が阻害されると、本来は活性化されないはずの擬菌糸形成経路のMAPキナーゼであるKss1が、浸透圧刺激に応答して一過的に活性化されることを見出した。Las17は、浸透圧刺激直後の未だHog1が経路の特異性を確立できない時期にSho1をMAPKKから隔離し、これによりMAPキナーゼ経路間の特異性が確保されることを提唱した。
Las17が浸透圧刺激に応答して本来の細胞内局在を失うことを見出した。また、このときLas17がリン酸化を受けること、このリン酸化を担うのがGSK-3ホモログであることを明らかにした。GSK-3を介したLas17のリン酸化とそれによる脱局在が、浸透圧刺激に応答したアクチン骨格の脱局在に重要な役割を果たしていることを示唆する結果を得た。
浸透圧応答と並んで酵母の耐塩性に関与するRim101経路の活性化に、液胞で分解されるべき膜タンパク質のソーティングに関わるESCRT複合体と呼ばれる構造が必須であることを示し、経路活性化のモデルを提案した
哺乳類のストレス応答性MAPキナーゼ経路を抑制する働きを持つプロテインホスファターゼPP2CβXが、PP2CβX-ANKRA2-MAP3Kという3者複合体を形成することを明らかにした。さらに、ANKRA2がこの結合を介してPP2CβXによるMAP3Kの脱リン酸化を促進するスキャフォールドタンパク質として機能していることを示唆する結果を得た。

研究成果

• [雑誌論文] Identification and characterization of Arabidopsis gibberellin receptors. (2006)
  • 著者名/発表者名: Nakajima, Masatoshi
  • 雑誌名: The Plant Journal 46 ページ: 880-889
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Stomach-specific calpain, nCL-2, localizes in mucus cells and proteolyzes the b-subunit of coatomer complex, beta-COP. (2006)
  • 著者名/発表者名: Hata, Shoji
  • 雑誌名: The Journal of Biological Chemistry 281 ページ: 11214-11224
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Nutrient-dependent multimerization of the mammalian target of rapamycin through the N-terminal HEAT repeat region. (2006)
  • 著者名/発表者名: Takahara, Terunao
  • 雑誌名: The Journal of Biological Chemistry 281 ページ: 28605-28614
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Activation of the HOG pathway upon cold stress in Saccharomyces cerevisiae. (2006)
  • 著者名/発表者名: Hayashi, Michio
  • 雑誌名: Journal of Biochemistry 139 ページ: 797-803
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Identification and characterization of Arabidopsis gibberellin receptors. (2006)
  • 著者名/発表者名: Nakajima, M., Shimada, A., Takashi, Y., Kim, Y-C., Park, S-H., Ueguchi-Tanaka, M., Suzuki, H., Kato, E., Iuchi, S., Kobayashi, M., Maeda, T., Matsuoka, M., Yamaguchi, I.
  • 雑誌名: Plant J. 46 ページ: 880-889
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Stomach-specific calpain, nCL-2, localizes in mucus cells and proteolyzes the b-subunit of coatomer complex, b-COP. (2006)
  • 著者名/発表者名: Hata, S., Koyama, S., Kawahara, H., Doi, N., Maeda, T., Toyama-Sorimachi, N., Abe, K., Suzuki, K., Sorimachi, H.
  • 雑誌名: J. Biol. Chem. 281 ページ: 11214-11224
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Nutrient-dependent multimerization of the mammalian target of rapamycin through the N-terminal HEAT repeat region. (2006)
  • 著者名/発表者名: Takahara, T., Hara, K., Yonezawa, K., Sorimachi, H., Maeda, T.
  • 雑誌名: J. Biol. Chem. 281 ページ: 28605-28614
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Activation of the HOG pathway upon cold stress in Saccharomyces cerevisiae. (2006)
  • 著者名/発表者名: Hayashi, M., Maeda, T.
  • 雑誌名: J. Biochem. 139 ページ: 797-803
  • NAID: 10018846005
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Stomach-specific calpain, nCL-2, localizes in mucus cells and proteolyzes the β-subunit of coatomer complex, β-COP. (2006)
  • 著者名/発表者名: Shoji Hata
  • 雑誌名: Journal of Biological Chemistry 281 ページ: 11214-11224
• [雑誌論文] Identification and characterization of Arabidopsis gibberellin receptors. (2006)
  • 著者名/発表者名: Masatoshi Nakajima
  • 雑誌名: Plant Journal 46 ページ: 880-889
• [雑誌論文] Activation of the HOG pathway upon cold stress in Saccharomyces cerevisiae. (2006)
  • 著者名/発表者名: Michio Hayashi
  • 雑誌名: Journal of Biochemistry 139 ページ: 797-803
• [雑誌論文] Suppressed disassembly of autolyzing p94/CAPN3 by N2A connectin/titin in a genetic reporter system. (2006)
  • 著者名/発表者名: Yasuko Ono
  • 雑誌名: Journal of Biological Chemistry 281 ページ: 18519-18531
• [雑誌論文] Nutrient-dependent multimerization of the mammalian target of rapamycin through the N-terminal HEAT repeat region. (2006)
  • 著者名/発表者名: Terunao Takahara
  • 雑誌名: Journal of Biological Chemistry 281 ページ: 28605-28614
• [雑誌論文] Constitutive activation of the pH-responsive RimlOl pathway in yeast mutants defective in late steps of the MVB/ESCRT pathway. (2005)
  • 著者名/発表者名: Hayashi, Michio
  • 雑誌名: Molecular and Cellular Biology 25 ページ: 9478-9490
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Aspergillus nidulans HOG pathway is activated only by two-component signaling pathway in response to osmotic stress. (2005)
  • 著者名/発表者名: Furukawa, Kentaro
  • 雑誌名: Molecular Microbiology 56 ページ: 1246-1261
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Dictyostelium discoideum requires an Alix/AIP1 homolog, DdAlix, for morphogenesis in alkaline environments. (2005)
  • 著者名/発表者名: Ohkouchi, Susumu
  • 雑誌名: FEBS Letters 579 ページ: 1745-1750
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Constitutive activation of the pH-responsive Rim101 pathway in yeast mutants defective in late steps of the MVB/ESCRT pathway. (2005)
  • 著者名/発表者名: Hayashi, M., Fukuzawa, T., Sorimachi, H., Maeda, T.
  • 雑誌名: Mol. Cell. Biol. 25 ページ: 9478-9490
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Aspergillus nidulans HOG pathway is activated only by two-component signaling pathway in response to osmotic stress. (2005)
  • 著者名/発表者名: Furukawa, K., Hoshi, Y, Maeda, T., Nakajima, T., Abe, K.
  • 雑誌名: Mol. Microbiol. 56 ページ: 1246-1261
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Dictyostelium discoideum requires an Alix/AIP1 homolog, DdAlix, for morphogenesis in alkaline environments. (2005)
  • 著者名/発表者名: Ohkouchi, S., Saito, H., Aruga, F., Maeda, T., Shibata, H., Maki, M.
  • 雑誌名: FEBS Lett. 579 ページ: 1745-1750
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Aspergillus nidulans HOG pathway is activated only by two-component signaling pathway in response to osmotic stress. (2005)
  • 著者名/発表者名: Kentaro Furukawa
  • 雑誌名: Molecular Microbiology 56 ページ: 1246-1261
• [雑誌論文] Constitutive activation of the pH-responsive Rim101 pathway in yeast mutants defective in late steps of the MVB/ESCRT pathway. (2005)
  • 著者名/発表者名: Michio Hayashi
  • 雑誌名: Molecular and Cellular Biology 25 ページ: 9478-9490
• [雑誌論文] Dictyostelium discoideum requires an Alix/AIP1 homologu, DdAlix, for morphogenesis in alkaline environments. (2005)
  • 著者名/発表者名: Susumu Ohkouch
  • 雑誌名: FEBS Letters 579 ページ: 1745-1750
• [雑誌論文] Phosphorelay-regulated degradation of the yeast Ssklp response regulator by the ubiquitin-proteasome system. (2003)
  • 著者名/発表者名: Sato, Naoto
  • 雑誌名: Molecular and Cellular Biology 23 ページ: 6662-6671
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Phosphorelay-regulated degradation of the yeast Ssk1p response regulator by the ubiquitin-proteasome system. (2003)
  • 著者名/発表者名: Sato, N., Kawahara, H., Toh-e, A., Maeda, T.
  • 雑誌名: Mol. Cell. Biol. 23 ページ: 6662-6671
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Stomach-specific calpain, nCL-2, localizes in mucus cells and proteolyzes the β-subunit of coatomer complex, β-COP.
  • 著者名/発表者名: Shoji Hata
  • 雑誌名: Journal of Biological Chemistry (印刷中)
• [雑誌論文] dentification and characterization of Arabidopsis gibberellin receptors.
  • 著者名/発表者名: Masatoshi Nakajima
  • 雑誌名: Plant Journal (印刷中)
• [雑誌論文] Activation of the HOG pathway upon cold stress in Saccharomyces cerevisiae.
  • 著者名/発表者名: Michio Hayashi
  • 雑誌名: Journal of Biochemistry (印刷中)
• [雑誌論文] Aspergillus nidulans HOG pathway is activated only by two-component signaling pathway in response to osmotic stress.
  • 著者名/発表者名: Kentaro Furukawa
  • 雑誌名: Molecular Microbiology (印刷中)
• [文献書誌] 佐藤 直人: "Phosphorelay-regulated degradation of the yeast Ssk1p response regulator by the ubiquitin -proteasome system"Molecular and Cellular Biology. 23・18. 6662-6671 (2003)