環境ストレス応答MAPキナーゼ経路制御機構の研究

• 研究課題/領域番号: 14104021
• 研究種目: 基盤研究(S)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 機能生物化学
• 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: 113,360千円 (直接経費: 87,200千円、間接経費: 26,160千円); 2006年度: 20,150千円 (直接経費: 15,500千円、間接経費: 4,650千円); 2005年度: 20,150千円 (直接経費: 15,500千円、間接経費: 4,650千円); 2004年度: 20,150千円 (直接経費: 15,500千円、間接経費: 4,650千円); 2003年度: 29,120千円 (直接経費: 22,400千円、間接経費: 6,720千円); 2002年度: 23,790千円 (直接経費: 18,300千円、間接経費: 5,490千円)
• キーワード: 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)ヒスレストレス応答MAPキナーゼ情報伝逹経路の機能と制御機構の解明
ストレス応答MAPKKK(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。この結合にはSAP2KのC末端にあるDVD領域が必須であること、そのSAP2K活性化における機能、などを解明した。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。細胞ストレスにより発現が誘導されるGadd45は、MTK1 SAP3KのN末領域に結合し、MTK1分子内のN-C結合を解離し、同時にMTK1の二量体化と自己リン酸化を促進することでその活性化を誘起することを明らかにした。TGF-βによるGadd45を介したMTK1活性化機構を見出した。
2)酵母ストレス応答MAPキナーゼ情報伝逹経路の機能と制御機構の解明
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、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解析した。また、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、それらの多糖化領域が細胞外部の浸透圧変化に応じて構造を変化させSho1に結合し、結果としてSho1とPbs2の活性化を引き起こすであろうことを見出した。

研究成果

• [雑誌論文] Transmembrane mucins Hkr1 and Msb2 are putative osmosensors in the SHO1 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 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
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Transmembrane mucins Hkrl and Msb2 are putative osmosensors in the 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., Tomsida, T., Imai, M., Saito, H.
  • 雑誌名: The EMBO Journal 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/MEICK4 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: Molecular and Cellular Biology 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 Shol 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: The EMBO Journal 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 18-3 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 phoslhatase 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: Molecular 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: Journal of Experimental Medicine 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] 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: The 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: Journal of Biochemistry 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] 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] The Sln1-Ypol-Ssk1 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] Yeast osmosensor Sln1 and plant cytokinin receptor Cre1 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] 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] 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: The EMBO Journal 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] Smad-dependent GADD45β expression 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 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
• [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. 3624-3634 (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 ofp38 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)