PLCγとPP2CによるIRS-1 degradationの分子機構

• 研究課題/領域番号: 14571089
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 代謝学
• 研究機関: 滋賀医科大学
• 研究代表者: 江川 克哉 滋賀医科大学, 医学部, 助手 (10335169)
• 研究期間 (年度): 2002 – 2004
• 研究課題ステータス: 完了 (2004年度)
• 配分額: 3,400千円 (直接経費: 3,400千円); 2004年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円); 2003年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円); 2002年度: 1,400千円 (直接経費: 1,400千円)
• キーワード: PLCγ / PP2C / IRS-1 degradation / アデノウイルス

研究概要

protein kinase C (PKC)の上流に存在するphospholipase C (PLC)の阻害剤であるU73122が3T3-L1脂肪細胞で、IRS-1蛋白の減少とインスリンによるdegradationの加速をおこす事を発見した。そこで野生型PLCγをアデノウイルスを用い3T3-L1脂肪細胞に過剰発現させたところ、インスリンによるIRS-1のdegradationを抑制する傾向を認めた。さらにU73122で前処置すると、インスリンによる糖取込みが抑制されることを確認し、野生型PLCγを過剰発現させると、糖取込みがインスリン非存在下でPLCγ発現量依存的に亢進することを発見した。しかしPLCγ過剰発現はインスリン受容体やAktなどのインスリンシグナル蛋白の燐酸化にはあまり影響しなかった。一方atypical PKCの燐酸化は亢進し、主にatypical PKCがPLCγによる糖取り込みに関与している可能性を見いだした。
またセリン/スレオニンフォスファターゼである野生型protein phosphatase 2C (PP2C)をアデノウイルスを用い3T3-L1脂肪細胞に過剰発現させると、PI-3キナーゼのp85サブユニットのセリンを脱リン酸化する事によりPI-3キナーゼを活性化し、以降のシグナルを正に調節していた。一方、インスリンによるIRS-1のdegradationは加速された。さらにPP2CのiRNAを発現させることによりPP2C蛋白発現を抑制すると、インスリンによるIRS-1のdegradationが抑制された。またPP2CによるIRS-1のdegradationの亢進はプロテアソーム阻害剤のラクタシスチンにより完全に抑制され、proteasomal degradationによることが確認された。さらにPI-3キナーゼの阻害剤であるワルトマニンにより部分的に抑制されPI-3キナーゼの関与が示唆された。PP2CはPI-3キナーゼを介して、インスリン情報伝達を正と負、両方に調節している事が示唆された。

研究成果

• [雑誌論文] Regulation of ATP-sensitive potassium-channel subunit Kir6.2 expression in rat intestinal insulin-production progenitor cells. (2005)
  • 著者名/発表者名: Hashimoto T, Nakamura T, Maegawa H, Nishio Y, Egawa K, Kashiwagi A.
  • 雑誌名: J Biol Chem 280 ページ: 1893-1900
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Regulation of ATP-sensitive potassium-channel subunit Kir6.2 expression in rat intestinal insulin-production progenitor cells. (2005)
  • 著者名/発表者名: Hashimoto T, Nakamura T, Maegawa H, Nishio Y, Egawa K, et al.
  • 雑誌名: J Biol Chem 280 ページ: 1893-1900
• [雑誌論文] Protein phosphatase-2C alpha as a positive regulator of insulin sensitivity through direct activation of phosphatidylinositol 3-kinase in 3T3-L1 adipocytes. (2004)
  • 著者名/発表者名: Yoshizaki T, Maegawa H, Egawa K, et al.
  • 雑誌名: J Biol Chem 279 ページ: 22715-22726
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Protein-tyrosine phosphatase 1B associates with insulin receptor and negatively regulates insulin signaling without receptor internalization. (2004)
  • 著者名/発表者名: Shi K, Egawa K, Maegawa H, et al.
  • 雑誌名: J Biochem (Tokyo) 136 ページ: 89-96
  • NAID: 10016200944
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Protein phosphatase-2C alpha as a positive regulator of insulin sensitivity through direct activation of phosphatidylinositol 3-kinase in 3T3-L1 adipocytes. (2004)
  • 著者名/発表者名: Yoshizaki T, Maegawa H, Egawa K, Ugi S, Nishio Y, Imamura T, Kobayashi T, Tamura S, Olefsky JM, Kashiwagi A.
  • 雑誌名: J Biol Chem 279 ページ: 22715-22726
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Protein-tyrosine phosphatase 1B associates with insulin receptor and negatively regulates insulin signaling without receptor internalization. (2004)
  • 著者名/発表者名: Shi K, Egawa K, Maegawa H, Nakamura T, Ugi S, Nishio Y, Kashiwagi A.
  • 雑誌名: J Biochem (Tokyo) 136 ページ: 89-96
  • NAID: 10016200944
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Protein phosphatase 2A negatively regulates insulin's metabolic signaling psthway by inhibiting Akt (protein kinase B) activity in 3T3-L1 adipocytes. (2004)
  • 著者名/発表者名: Ugi S, Imamura T, Maegawa H, Egawa K, Yoshizaki T, Shi K, Obata T, Ebina Y, Kashiwagu A, Olefsky JM.
  • 雑誌名: Mol Cell Biol 24 ページ: 8778-8789
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Protein-tyrosine phosphatase 1B associates with insulin receptor and negatively regulates insulin signaling without receptor internalization. (2004)
  • 著者名/発表者名: Shi K, Egawa_K, Maegawa H, et al.
  • 雑誌名: J Biochem (Tokyo) 136 ページ: 89-96
  • NAID: 10016200944
• [雑誌論文] Protein phosphatase 2A negatively regulates insulin's metabolic signaling pathway by inhibiting Akt (protein kinase B) activity in 3T3-L1 adipocytes. (2004)
  • 著者名/発表者名: Ugi S, Imamura T, Maegawa H, Egawa K, et al.
  • 雑誌名: Mol Cell Biol 24 ページ: 8778-8789
• [雑誌論文] Protein-tyrosine phosphatase 1B as new activator for hepatic lipogenesis via sterol regulatory element-binding protein-1 gene expression. (2003)
  • 著者名/発表者名: Shimizu S, Ugi S, Maegawa H, Egawa K, et al.
  • 雑誌名: J Biol Chem 278 ページ: 43095-43101
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Protein-tyrosine phosphatase 1B as new activator for hepatic lipogenesis via sterol regulatory element-binding protein-1 gene expression. (2003)
  • 著者名/発表者名: Shimizu S, Ugi S, Maegawa H, Egawa K, Nishio Y, Yoshizaki T, Shi K, Nagai Y, Morino K, Nemoto K, Nakamura T, Bryer-Ash M, Kashiwagi A.
  • 雑誌名: J Biol Chem 278 ページ: 43095-43101
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Membrane localization of 3-phosphoinositide-dependent protein kinase-1 stimulates activities of Akt and atypical PKC, but does not stimulate glucose transport and glycogen synthesis in 3T3-L1 adipocytes. (2002)
  • 著者名/発表者名: Egawa K, Maegawa H, Shi K, et al.
  • 雑誌名: J Biol Chem 277 ページ: 38863-38869
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Insulin activates CCAAT/enhancer binding proteins and proinflammatory gene expression through the phosphatidylinositol 3-kinase pathway in vascular smooth muscle cells (2002)
  • 著者名/発表者名: Sekine O, Nishio Y, Egawa K, et al.
  • 雑誌名: J Biol Chem 277 ページ: 36631-36639
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Mechanism for differential effect of protein-tyrosine phosphatase 1B on Akt versus mitogen-activated protein kinase in 3T3-L1 adipocytes. (2002)
  • 著者名/発表者名: Shimizu S, Maegawa H, Egawa K, et al.
  • 雑誌名: Endocrinology 143 ページ: 4563-4569
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Membrane localization of 3-phosphoinositide-dependent protein kinase-1 stimulates activities of Akt and Atypical PKC, but does not stimulate glucose transport and glycogen synthesis in 3T3-L1 adipocytes. (2002)
  • 著者名/発表者名: Egawa K, Maegawa H, Shi K, Nakamura T, Obata T, Yoshizaki T, Morino K, Shimizu S, Nishio Y, Suzuki E, Kashiwagi A.
  • 雑誌名: J Biol Chem 277 ページ: 38863-38869
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Insulin activates CCAAT/enhancer binding proteins and proinflammatory gene expression through the phosphatidylinositol 3-kinase pathway in vascular smooth muscle cells. (2002)
  • 著者名/発表者名: Sekine O, Nishio Y, Egawa K, Nakamura T, Maegawa H, Kashiwagi A.
  • 雑誌名: J Biol Chem 277 ページ: 36631-36639
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Mechanism for differential effect of protein-tyrosine phosphatase IB on Akt versus mitogen-activated protein kinase in 3T3-L1 adipocytes. (2002)
  • 著者名/発表者名: Shimizu S, Maegawa H, Egawa K, Shi K, Bryer-Ash M, Kashiwagi A.
  • 雑誌名: Endocrinology 143 ページ: 4563-4569
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Shimizu S, Ugi S, Maegawa H, Egawa K, et al.: "Protein-tyrosine phosphatase 1B as new activator for hepatic lipogenesis via sterol regulatory element-hinding protein-1 gene expression"J Biol Chem. 278. 43095-43101 (2003)
• [文献書誌] Egawa K, Maegawa H, Shi K, et al.: "Membrane localization of 3-phosphoinositide-dependent protein kinase-1 stimulates activities of Akt and atypical PKC, but does not stimulate glucose transport and glycogen synthesis in 313-L1 adipocytes"J Biol Chem. 277. 38863-38869 (2002)
• [文献書誌] Shimizu S, Maegawa H, Egawa K, et al.: "Mechanism for differential effect of PTP1B on Akt versus MAP kinase in 3T3L1 adipocytes"Endocrinology. 143. 4563-4569 (2002)
• [文献書誌] Sekine O, Nishio Y, Egawa K, et al.: "Insulin activates CCAAT/enhancer binding proteins and proinflammatory gene expression through the phosphatidylinositol 3-kinase pathway in vascular smooth muscle cells"J Biol Chem. 277. 36631-36639 (2002)