タンパク質アルギニン脱イミノ化酵素によるヒストン翻訳後修飾とその意義

• 研究課題/領域番号: 15570122
• 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: 機能生物化学
• 研究機関: 横浜市立大学
• 研究代表者: 山田 道之 横浜市立大学, 総合理学研究科, 教授 (10076995)
• 研究期間 (年度): 2003 – 2004
• 研究課題ステータス: 完了 (2004年度)
• 配分額: 3,300千円 (直接経費: 3,300千円); 2004年度: 1,400千円 (直接経費: 1,400千円); 2003年度: 1,900千円 (直接経費: 1,900千円)
• キーワード: 脱イミノ化 / 翻訳後修飾 / ペプチジルアルギニンデイミナーゼ / シトルリン化 / 好中球 / ヒストン / 好酸球 / 単球

研究概要

タンパク質アルギニン脱イミノ化酵素PADI4はHL-60顆粒球や血流顆粒球の核に存在している。細胞をカルシウムイオノフォアA23187で処理すると核タンパク質ヒストンが優先的に脱イミノ化される。本研究はヒストンH2AとH4の脱イミノ化サイトがアルギニンR3と同定した。HL-60顆粒球をA23187で15分間処理、コアヒストンを抽出、HPLCでヒストンH2B、H4、H2AとH3に分離、H4、H2Aを酵素消化、ペプチドをHPLCで分離し、脱イミノ化ペプチドを抗体で検出、TOF-MSで同定した。脱イミノ化サイトはH4N末端Ac-SGRGのR3、H2A N-末端Ac-SGRGのR3であった。H4、H2Aのアルギニン含量は10数%であるので、細胞内脱イミノ化が特異的であることを示した。PADI4の結晶構造はN-末端の免疫グロブリン様サブドメインIとIIとC-末端ドメイン(α/βプロペラ構造)で構成されていた。C-末端ドメインに2分子のCa^<2+>が結合すると、一部の不安定な構造が安定な活性部位クレフト構造へと変化し、初めて基質の結合が可能となる。構造と突然変異の活性相関にもとづき、酵素反応機構を提唱した。

研究成果

• [雑誌論文] Structual basis for Ca^<2+>-induced activation of human PAD4 (2004)
  • 著者名/発表者名: Arita K, Hashimoto H, Shimizu T, Nakashima K, Yamada M, Sato M
  • 雑誌名: Nature SMB 11 ページ: 777-783
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Histone Deimination Antagonizes Arginine methylation (2004)
  • 著者名/発表者名: Cuthbert GL, Daujat S, Snowden AW, Erdjument-Bromage H, Hagiwara T, Yamada M, Schneider R, Gregory PD, Tempst P, Bannister AJ, Kouzarides T
  • 雑誌名: Cell 118 ページ: 545-553
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Structual basis for Ca^<2+>-induced activation of human PAD4 (2004)
  • 著者名/発表者名: Arita, K., Hashimoto, H., Shimizu, T., Nakashima, K., Yamada, M., Sato, M.
  • 雑誌名: Nature SMB 11 ページ: 777-783
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Histone Deimination Antagonizes Arginine methylation (2004)
  • 著者名/発表者名: Cuthbert, G.L., Daujat, S., Snowden, A.W., Erdjument-Bromage, H., Hagiwara, T., Yamada, M,.Schneider, R., Gregory, P.D., Tempst, P., Bannister, A.J., Kouzarides, T.
  • 雑誌名: Cell 118 ページ: 545-553
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Histone Deimination Antagonizes Arginine methylation (2004)
  • 著者名/発表者名: Cuthbert GL, Daujat S, Snowden AW, Erdjument-Bromage H, Hagiwara T, Yanada M, Schneider R, Gregory PD, Tempst P, Bannister AJ, Kouzarides T
  • 雑誌名: Cell 118 ページ: 545-553
• [雑誌論文] Crystallization and preliminary X-ray crystallographic analysis of human peptidylarginine deiminase V (2003)
  • 著者名/発表者名: Arita K, Hashimoto H, Shimizu T, Yamada M, Sato M
  • 雑誌名: Acta Cryst.D 59 ページ: 2332-2333
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Crystallization and preliminary X-ray crystallographic analysis of human peptidylarginine deiminase V (2003)
  • 著者名/発表者名: Arita, K., Hashimoto, H., Shimizu, T., Yamada, M., Sato, M.
  • 雑誌名: Acta Cryst. D 59 ページ: 2332-2333
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Deimination of Histone H2A and H4 at arginine 3 in HL-60 granulocutes
  • 著者名/発表者名: Hagiwara T, Hidaka Y, Yamada M
  • 雑誌名: Biochemistry (in press)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Deimination of Histone H2A and H4 at arginine 3 in HL-60 granulocutes
  • 著者名/発表者名: Hagiwara, T., Hidaka, Y., Yamada, M.
  • 雑誌名: Biochemistry (in press)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Deimination of Histone H2A and H4 at arginine 3 in HL-60 granulocutes
  • 著者名/発表者名: Hagiwara T, Hidaka Y, Yamada M
  • 雑誌名: Biochemistry (in press)
• [文献書誌] Arita, K., et al.: "Crystallization and preliminarv X ray crvstallographic analysis of human peptidylarginine deiminase V"Acta Cryst.D.. 59. 2332-2333 (2003)