脳特異タンパク質で新規に見出されたミリストイル化による機能制御の分子機構の解明

• 研究課題/領域番号: 15590256
• 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: 医化学一般
• 研究機関: 藤田保健衛生大学
• 研究代表者: 林 宣宏 藤田保健衛生大学, 総合医科学研究所, 准教授 (80267955)
• 研究期間 (年度): 2003 – 2006
• 研究課題ステータス: 完了 (2006年度)
• 配分額: 3,100千円 (直接経費: 3,100千円); 2006年度: 500千円 (直接経費: 500千円); 2005年度: 500千円 (直接経費: 500千円); 2004年度: 800千円 (直接経費: 800千円); 2003年度: 1,300千円 (直接経費: 1,300千円)
• キーワード: ミリストイル化 / カルモジュリン / 細胞内シグナル伝達系 / 脳の機能発現の分子機構 / タンパク質間相互作用 / 標的分子認識機構 / バイオインフォマティック / 分子生物学 / バイオインフマティックス / バイオインフォマティックス

研究概要

ミリストイル基の膜画分への局在のためのアンカーとしての役割は早くから考えられていたが、脳に特異的に発現しているNAP22のミリストイル基が細胞内シグナル伝達系の主要な制御因子であるカルモジュリンとの間相互作用の制御にも関わっていることを新たに見出した。この相互作用はプロテインキナーゼCによるリン酸化により制御され、NAP22のカルモジュリン結合ドメインを介してカルモジュリンの関与するシグナル伝達系、プロテインキナーゼCの関与するシグナル伝達系、細胞膜領域でのシグナル伝達系がクロストークしていることを明らかにした。また、HIVnef遺伝子産物やsrcがん遺伝子産物pp60srcなどNAP22以外の複数のミリストイル化タンパク質に関しても、同様の機能制御機構があることを明らかにし、ミリストイル基の多機能性が膜系と細胞質系でのシグナル伝達系のクロストークの制御に重要な役割を果たしていることが解った。バイオインフォマティックスによる推定では生体内の蛋白質の0.5%がミリストイル化されていると予測されたが、ミリストイル化のアミノ酸配列レベルでのコンセンサス配列は存在しない。近年のラフトの発見は生体膜が一様な構造物ではなく局所的に機能場が存在することを示し、細胞が多様な状況に迅速かつ適切に対処するために、生体膜上では機能場(生体膜マイクロドメイン)がドラスティックかつ局所的に生成、消滅を繰り返していることが解った。ミリストイル化蛋白質の膜画分への移行にはミリストイル基だけでなくそのミリストイル化ドメインが機能しており、そのアミノ酸配列の多様性は標的部位である生体膜、あるいは、生体膜マイクロドメインの多様性を反映していると考えられる。

研究成果

• [雑誌論文] Site-Selective Post-Translational Biotinylation Of Proteins By The Use Of An Unnatural Amino Acid, 3-Azido-Tyrosine. (2007)
  • 著者名/発表者名: Ohno S, et al.
  • 雑誌名: J. Biochem. 141 ページ: 335-343
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Amino acid sequence and characterization of C-type lectin purified from the snake venom of Crotalus ruber. (2007)
  • 著者名/発表者名: Hamako J, et al.
  • 雑誌名: Comp. Biochem. Physiol. 146 ページ: 299-306
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Site-Selective Post-Translational Biotinylation Of Proteins By The Use Of An Unnatural Amino Acid, 3-Azido-Tyrosine. (2007)
  • 著者名/発表者名: Ohno S, et al.
  • 雑誌名: J.Biochem. 141 ページ: 335-343
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Site-Selective Post-Translational Biotinylation Of Proteins By The Use Of An Unnatural Amino Acid, 3-Azido-Tyrosine. (2007)
  • 著者名/発表者名: Ohno S, Matsui M, Yokogawa T, Nakamura M, Hosoya T, Hiramatsu T, Suzuki M, Hayashi N, Nishikawa K
  • 雑誌名: J. Biochem. 141 ページ: 335-343
• [雑誌論文] Amino acid sequence and characterization of C-type lectin purified from the snake venom of Crotalus ruber. (2007)
  • 著者名/発表者名: Hamako J, Suzuki Y, Hayashi N, Kimura M, Ozeki Y, Matsui T
  • 雑誌名: Comp. Biochem. Physiol. 146 ページ: 299-306
• [雑誌論文] Polymorphism of two very similar MHC class Ib loci in rainbow trout (Oncorhynchus mykiss). (2006)
  • 著者名/発表者名: Dijkstra JM, et al.
  • 雑誌名: Immunogenetics 58 ページ: 152-167
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Molecular Mechanism for Pterin-Mediated Inactivation of Tyrosine Hydroxylase : Formation of Insoluble Aggregates of Tyrosine Hydroxylase. (2006)
  • 著者名/発表者名: Urano F, et al.
  • 雑誌名: J. Biochem. 139 ページ: 625-635
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Molecular Mechanism for Pterin-Mediated Inactivation of Tyrosine Hydroxylase : Formation of Insoluble Aggregates of Tyrosine Hydroxylase. (2006)
  • 著者名/発表者名: Urano F, et al.
  • 雑誌名: J.Biochem. 139 ページ: 625-635
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Polymorphism of two very similar MHC class Ib loci in rainbow trout (Oncorhynchus mykiss). (2006)
  • 著者名/発表者名: Dijkstra JM, Kiryu I, Yoshiura Y, Kumanovics A, Kohara M, Hayashi N, Ototake M
  • 雑誌名: Immunogenetics 58 ページ: 152-67
• [雑誌論文] Molecular Mechanism for Pterin-Mediated Inactivation of Tyrosine Hydroxylase : Formation of Insoluble Aggregates of Tyrosine Hydroxylase. (2006)
  • 著者名/発表者名: Urano F, Hayashi N, Arisaka F, Kurita H, Murata S, Ichinose H
  • 雑誌名: J. Biochem. 139 ページ: 625-635
  • NAID: 10018845291
• [雑誌論文] Myristoyl moiety of HIV Nef is involved in regulation of the interaction with calmodulin in vivo (2005)
  • 著者名/発表者名: Matsubara, M., et al.
  • 雑誌名: Protein Sci. 14 ページ: 494-503
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Deletion of N-terminus of human tyrosine hydroxylase type 1 enhances stability of the enzyme in AtT-20 cells. (2005)
  • 著者名/発表者名: Nakashima, A., et al.
  • 雑誌名: J. Neurosci. Res. ページ: 110-120
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Myristoyl moiety of HIV Nef is involved in regulation of the interaction with calmodulin in vivo. (2005)
  • 著者名/発表者名: Matsubara, M., et al.
  • 雑誌名: Protein Sci. 14 ページ: 494-503
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Deletion of N-terminus of human tyrosine hydroxylase type 1 enhances stability of the enzyme in AtT-20 cells. (2005)
  • 著者名/発表者名: Nakashima, A., et al.
  • 雑誌名: J.Neurosci.Res. ページ: 1110-120
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Deletion of N-terminus of human tyrosine hydroxylase type 1 enhances stability of the enzyme in AtT-20 cells. (2005)
  • 著者名/発表者名: Nakashima, A., Hayashi, N., Kaneko, YS., Mori, K., Egusa, H., Nagatsu, T., Ota, A.
  • 雑誌名: J.Neurosci.Res. 81 ページ: 110-120
• [雑誌論文] Myristoyl moiety of HIV Nef is involved in regulation of the interaction with calmodulin in vivo (2005)
  • 著者名/発表者名: Matsubara, M., Jing, T., Kawamura, K., Shimojo, N., Titani, K., Hashimoto, K., Hayashi, N.
  • 雑誌名: Protein Sci. 14 ページ: 494-503
• [雑誌論文] Deletion of N-terminus of human tyrosine hydroxylase type 1 enhances stability of the enzyme in AtT-20 cells. (2005)
  • 著者名/発表者名: Nakashima, A., Hayashi, N., Kaneko, YS., Mori, K., Egusa, H., Nagatsu, T., Ota, A.
  • 雑誌名: J.Neurosci.Res. (in press)
• [雑誌論文] MYRbase : EvOluation of genome-wide glycine myristoylation enlarges functional spectrum of eukaryotic myristoylated proteins (2004)
  • 著者名/発表者名: Sebastian Maurer-Stroh, et al.
  • 雑誌名: Genome Biology 5
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Myristoylation-regulated direct interaction between calcium-bound calmodulin and N-terminal region of pp60^<v-src> (2004)
  • 著者名/発表者名: Hayashi, N., et al.
  • 雑誌名: J. Mol. Biol. 338 ページ: 169-180
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] MYRbase : EvOluation of genome-wide glycine myristoylation enlarges functional spectrum of eukaryotic myristoylated proteins. (2004)
  • 著者名/発表者名: Sebastian Maurer-Stroh, et al.
  • 雑誌名: Genome Biology 5, Article R21
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Myristoylation-regulated direct interaction between calcium-bound calmodulin and N-terminal region of pp60^<v-src>. (2004)
  • 著者名/発表者名: Hayashi, N., et al.
  • 雑誌名: J.Mol.Biol. 338 ページ: 169-180
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Myristoylation-regulated direct interaction between calcium-bound calmodulin and N-terminal region of pp60^<v-src>" (2004)
  • 著者名/発表者名: Hayashi, N., Nakagawa, C., Takasaki, A., Jinbo, Y., Yamakawa, Y., Titani, K., Hashimoto, K., Izumi, Y., Matsushima, N.
  • 雑誌名: J.Mol.Biol. 338 ページ: 169-180
• [雑誌論文] Regulation of Endothelial Nitric Oxide Synthase by Protein Kinase C (2003)
  • 著者名/発表者名: Matsubara, M., et al.
  • 雑誌名: J. Biochem. 133 ページ: 773-781
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Direct involvement of protein myristoylation in MARCKS-calmodul in interaction. (2003)
  • 著者名/発表者名: Matsubara, M., et al.
  • 雑誌名: J. Biol. Chem. 278 ページ: 48898-48902
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Regulation of Endothelial Nitric Oxide Synthase by Protein Kinase C. (2003)
  • 著者名/発表者名: Matsubara, M., et al.
  • 雑誌名: J.Biochem. 133 ページ: 773-781
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Direct involvement of protein myristoylation in MARCKS-calmodulin interaction. (2003)
  • 著者名/発表者名: Matsubara, M., et al.
  • 雑誌名: J.Biol.Chem. 278 ページ: 48898-48902
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Amino acid sequence and characterization of C-type lectin purified from the snake venom of Crotalus ruber. (2003)
  • 著者名/発表者名: Hamako J, et al.
  • 雑誌名: Comp.Biochem.Physiol. 146 ページ: 299-306
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Mamoru Matsubara, Nobuhiro Hayashi, Tao Jing, Koiti Titani: "Regulation of Endothelial Nitric Oxide Synthase by Protein Kinase C"J.Biochem.. 133. 773-781 (2003)
• [文献書誌] Mamoru Matsubara, Koiti Titani, Hisaaki Taniguchi, Nobuhiro Hayashi: "Direct involvement of protein myristoylation in MARCKS-calmodulin interaction."J.BioL Chem.. 278. 48898-48902 (2003)
• [文献書誌] Sebastian Maurer-Stroh, Masaki Gouda, Maria Novatchkova, Alexander Schleiffer, Georg, Schneider, Fernanda L.Sirota, Michael Wildpaner, Nobuhiro Hayashi, Frank Eisenhaber: "MYRbase : Evoluation of genome-wide glycine myristoylation enlarges functional spectrum of eukaryotic myristoylated proteins"Genome Biology. 5. Article R21 (2004)