formin相同蛋白質Fhosによる細胞骨格の統合的制御の分子機構

• 研究課題/領域番号: 17049021
• 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: 九州大学
• 研究代表者: 武谷 立 九州大学, 生体防御医学研究所, 助手 (50335981)
• 研究分担者: 住本 英樹 九州大学, 生体防御医学研究所, 教授 (30179303) ; 鎌倉 幸子 九州大学, 生体防御医学研究所, 助手 (80398081)
• 研究期間 (年度): 2005 – 2006
• 研究課題ステータス: 完了 (2006年度)
• 配分額: 5,800千円 (直接経費: 5,800千円); 2006年度: 3,000千円 (直接経費: 3,000千円); 2005年度: 2,800千円 (直接経費: 2,800千円)
• キーワード: シグナル伝達 / 分子モーター / 細胞・組織 / formin / アクチン / 微小管 / 中間径フィラメント

研究概要

本研究では、申請者が単離した新規formin相同蛋白質Fhosの、一分子としての活性化機構から細胞レベルでの制御機構までを、Fhosという分子側から統一的に展開して明らかにすることであった。この目的に従って、今年度は一分子としての活性化制御機構の解明に重点を置いて、研究を行った。FhosはN末領域とC末に存在するDAD(dia autoinhibitory domain)との自己分子内結合により普段は不活性型に保たれていることをこれまで明らかにしていた。すわなち、C末端欠失により活性化型となり著明なアクチンストレスファイバー形成を誘導するが、野生型全長では自己阻害作用のためにストレスファイバー形成能がない。この自己抑制的な自己分子内結合を、精製蛋白質を用いたin vitroの系で再現し、その結合様式を各種変異体を用いて詳細に検討した。その結果、この自己分子内結合に重要なDADのアミノ酸残基を決定するに至った。さらに、培養細胞の強制発現系を用いたin vivoでのアクチン線維形成能でもこのアミノ酸置換したFhos1は全長で、著明なストレスファイバー形成を誘導した。以上、Fhosの自己抑制的分子内結合の詳細を明らかにしたが、このことは、Fhosの自己分子内結合解除による活性化のメカニズム解明に必須であると同時に、今後、Fhosの細胞レベルでの活性化分子機構の解明に向けて、大きな手がかりとなると期待される。また、細胞内での細胞骨格制御のキー分子として注目されるformin相同蛋白質ファミリー全体の制御機構の理解にも貢献するものであろう。

研究成果

• [雑誌論文] Interaction between the SH3 domains and C-terminal proline-rich region in NADPH oxidase organizer 1 (Noxo1). (2007)
  • 著者名/発表者名: Yamamoto, A., Kami, K., Takeya, R., Sumimoto, H.
  • 雑誌名: Biochem Biophys Res Commun. 352(2) ページ: 560-565
• [雑誌論文] Full-length p40^<phox> structure suggests a basis for regulation mechanism of its membrane binding. (2007)
  • 著者名/発表者名: Honbou K, Minakami R, Yuzawa S, Takeya R, Suzuki NN, Kamakura S, Sumimoto H, Inagaki F
  • 雑誌名: EMBO J. 26(4) ページ: 1176-1186
• [雑誌論文] Regulation of superoxide-producing NADPH oxidases in nonphagocytic cells. (2006)
  • 著者名/発表者名: Takeya, R., Ueno, N., Sumimoto, H.
  • 雑誌名: Methods Enzymol. 406 ページ: 456-468
• [雑誌論文] NMR solution structure of the tandem SH3 domains of p47^<phox> complexed with a p22^<phox>-derived proline-rich peptide. (2006)
  • 著者名/発表者名: Ogura, K., Nobuhisa, I., Yuzawa, S., Takeya, R., Torikai, S., Saikawa, K., Sumimoto, H., Inagaki, F.
  • 雑誌名: J. Biol. Chem. 281 ページ: 3660-3668
• [雑誌論文] Activation of the superoxide-producing phagocyte NADPH oxidase requires co-operation between he tandem SH3 domains of p47^<phox> in recognition of a polyproline type II helix and an adjacent α-helix of p22^<phox>. (2006)
  • 著者名/発表者名: Nobuhisa, I., Takeya, R., Ogura, K., Ueno N., Kohda, D., Inagaki, F., Sumimoto, H.
  • 雑誌名: Biochem. J. 396 ページ: 183-192
• [雑誌論文] Regulation of novel superoxide-producing NAD(P)H oxidases. (2006)
  • 著者名/発表者名: Takeya, R., Sumimoto, H.
  • 雑誌名: Antioxid. Redox Signal. 8 ページ: 1523-1532
• [雑誌論文] Direct involvement of the small GTPase Rac in activation of the superoxide- producing NADPH oxidase Nox1. (2006)
  • 著者名/発表者名: Miyano, K., Ueno, N., Takeya, R., Sumimoto, H.
  • 雑誌名: J. Biol. Chem 81 ページ: 21857-21868
• [雑誌論文] Expression and function of Noxo1γ, an alternative splicing form of the NADPH oxidase organizer 1. (2006)
  • 著者名/発表者名: Takeya, R., Taura, M., Yamasaki, T., Naito, S., Sumimoto, H.
  • 雑誌名: FEBS J 273 ページ: 3663-3677
• [雑誌論文] Phagocytosis and killing of micoorganisms (2006)
  • 著者名/発表者名: Minakami R, Takeya R, Sumimoto H.
  • 雑誌名: Tanpakusitsu Kakusan Koso 51(2) ページ: 109-117
• [雑誌論文] Activation of the superoxide-producing phagocyte NADPH oxidase requires cooperation between the tandem SH3 domains of p47 phox in recognition of a polyproline type II helix and an adjacent alpha-helix of p22 phox (2006)
  • 著者名/発表者名: Nobuhisa I, Takeya R, Ogura K, Ueno N, Kohda D, Inagaki F, Sumimoto H.
  • 雑誌名: Biochem J (In press)
• [雑誌論文] Regulation of superoxide-producing NADPH oxidases in nonphagocytic cells. (2006)
  • 著者名/発表者名: Ryu Takeya, Noriko Ueno, Hideki Sumimoto
  • 雑誌名: Methods Enzymol. 51(2) ページ: 456-468
• [雑誌論文] Fhos2,a novel formin-related actin-organizing protein, probably associates with the nestin intermediate filament. (2005)
  • 著者名/発表者名: Kanaya H, Takeya R, Takeuchi K, Watanabe N, Jing N, Sumimoto H
  • 雑誌名: Genes Cells 10(7) ページ: 668-678
• [雑誌論文] The NADPH oxidase Nox3 constitutively produces superoxide in a p22phox-dependent manner : its regulation by oxidase orgnizers and activators. (2005)
  • 著者名/発表者名: Ueno N, Takeya R, Miyano K, Kikuchi H, Sumimoto H.
  • 雑誌名: J Biol Chem 280(24) ページ: 23328-23339
• [雑誌論文] Isofrom-specific membrane targeting mechanism of Rac durig Fc gamma R-mediated phagocytosis : positive charge-dependent and independent targeting mechanism of Rac to the phagosime. (2005)
  • 著者名/発表者名: Ueyama T, Eto M, Kami K, Tatsuno T, Kobayashi T, Shirai Y, Lennartz MR, Takeya R, Sumimoto H, Saito N.
  • 雑誌名: J Immunol 175(4) ページ: 2381-2390
• [雑誌論文] Molecular composition and regulation of the Nox family NAD(P)H oxidases. (2005)
  • 著者名/発表者名: Sumimoto H, Miyano K, Takeya R.
  • 雑誌名: Biochem Biophys Res Commun 338(1) ページ: 677-686
• [雑誌論文] A region C-terminal to the proline-rich core of p47phox regulates activation of the phagocyte NADPH oxidase by interacting with the C-terminal SH3 domain of p67phox. (2005)
  • 著者名/発表者名: Mizuki K, Takeya R, Kuribayashi F, Nobuhisa I, Kohda D, Nunoi H, Takeshige K, Sumimoto H.
  • 雑誌名: Arch Biochem Biophys 444(2) ページ: 185-194
• [雑誌論文] The superoxide-producing NAD(P)H oxidase Nox4 in the nucelus of human vascular endothelial cells. (2005)
  • 著者名/発表者名: Kuroda J, Nakagawa K, Yamasaki T, Nakamura K.Takeya R, Kuribayashi F, Imajoh-Ohmi S, Igarashi K, Shibata Y, Sueishi K, Sumimoto H.
  • 雑誌名: Genes Cells 10(12) ページ: 1139-1151
• [雑誌論文] NMR Solution Structure of the Tandem Src Homology 3 Domains of p47phox Complexed with a p22phox-derived Proline-rich Peptide (2005)
  • 著者名/発表者名: Ogura K, Nobuhisa I, Yuzawa S, Takeya R, Torikai S, Saikawa K, Sumimoto H, Inagaki F.
  • 雑誌名: J Biol Chem 281(6) ページ: 3660-3668
• [雑誌論文] PDIP38 Associates with Proteins Constituting the Mitochondrial DNA Nucleoid. (2005)
  • 著者名/発表者名: Cheng X, Kanki T, Fukuoh A, Ohgaki K, Takeya R, Aoki Y, Hamasaki N, Kang D.
  • 雑誌名: J Biochem (Tokyo) 138(8) ページ: 673-678
  • NAID: 10017348696