細胞骨格系タンパク質の翻訳後N-ミリストイル化による新規なアポトーシス制御機構

• 研究課題/領域番号: 17580080
• 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: 応用生物化学
• 研究機関: 山口大学
• 研究代表者: 内海 俊彦 山口大学, 大学院医学系研究科, 教授 (20168727)
• 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: 3,700千円 (直接経費: 3,700千円); 2006年度: 1,700千円 (直接経費: 1,700千円); 2005年度: 2,000千円 (直接経費: 2,000千円)
• キーワード: 翻訳後修飾 / N-ミリストイル化 / ゲルゾリン / 細胞骨格タンパク質 / アポトーシス / カスパーゼ / 細胞骨格系タンパク質 / 細胞情報伝達

研究概要

本研究では、アポトーシス過程でゲルゾリンに生じる翻訳後N-ミリストイル化反応について解析を行った。まずゲルゾリンの全長およびそのカスパーゼ切断断片をコードするcDNAを用いて、ゲルゾリンがカスパーゼ切断に伴って翻訳後N-ミリストイル化を生じるか否かを検討した。その結果N-ミリストイル化シグナルを有するC末端側フラグメント(tゲルゾリン)に顕著なN-ミリストイル化が検出された。またゲルゾリンを遺伝子導入した細胞、あるいは内在的にゲルゾリンを発現している細胞を用いて解析を行った結果、そのいずれにおいても、アポトーシス処理によりN-ミリストイル化されたゲルゾリン切断フラグメントの顕著な増加が認められた。また免疫染色および細胞分画法により、tゲルゾリンの細胞内局在を検討した結果、tゲルゾリンは細胞質に局在することが示された。以前からゲルゾリンやそのC末端側フラグメントの過剰発現によりアポトーシスが阻害されることが報告されていたことから、tゲルゾリンの示すアポトーシス阻害活性にN-ミリストイル化が必要であるか否かを検討した。その結果、tゲルゾリンを過剰発現させたCOS-1細胞はアポトーシスに高い抵抗性を示したのに対し、N-ミリストイル化を生じないtゲルゾリンG2A変異体を過剰発現させた細胞はアポトーシスへの抵抗性を示さないことが明らかになった。以上、細胞骨格タンパク質ゲルゾリンに生じる翻訳後ミリストイル化反応について解析を行った結果、ゲルゾリンは、アポトーシス過程でカスパーゼ切断に伴い、そのC末端フラグメントであるtゲルゾリンが翻訳後N-ミリストイル化を生ずること、またこのtゲルゾリンの翻訳後N-ミリストイル化は、細胞内局在ではなく、抗アポトーシス活性の発現に重要な役割を果たしていることが明らかになった。

研究成果

• [雑誌論文] Preparation of N-acylated proteins modified with fatty acids having a specific chain length using an insect cell-free protein synthesis system. (2007)
  • 著者名/発表者名: Suzuki, T.
  • 雑誌名: Biosci. Biotech. Biochem. 71 ページ: 261-264
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Detection of co- and posttranslational protein N-myristoylation by metabolic labeling in aninsect cell-free protein synthesis system. (2007)
  • 著者名/発表者名: Sakurai, N.
  • 雑誌名: Anal. Biochem. 362 ページ: 236-244
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Preparation of N-acylated proteins modified with fatty acids having a specific chain length using an insect cell-free protein synthesis system. (2007)
  • 著者名/発表者名: Suzuki, T., Ito, M., Ezure, T., Shikata, M., Ando, E., Utsumi, T., Tsunasawa, S., Nishimura, 0.
  • 雑誌名: Biosci. Biotech. Biochem. 71 ページ: 261-264
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Detection of co-and posttranslational protein N-myristoylation by metabolic labeling in an insect cell-free protein synthesis system. (2007)
  • 著者名/発表者名: Sakurai, N., Moriya, K., Suzuki, T., Sofuku, K., Mochiki, H., Nishimura, 0., Utsumi, T.
  • 雑誌名: Anal. Biochem. 362 ページ: 236-244
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Preparation of N-acylated proteins modified with fatty acids having a specific chain length using an insect cell-free protein synthesis system. (2007)
  • 著者名/発表者名: Suzuki, T.
  • 雑誌名: Biosci.Biotech.Biochem 71 ページ: 261-264
• [雑誌論文] Detection of co- and post-translational protein N-myristoylation by metabolic labeling in an insect cell-free protein synthesis system. (2007)
  • 著者名/発表者名: Sakurai, N.
  • 雑誌名: Anal.Biochem. 362 ページ: 236-244
• [雑誌論文] Posttranslational N-myristoylation is required for the antiapoptotic activity of human tGelsolin, the C-terminal caspase-cleavage product of human gelsolin. (2006)
  • 著者名/発表者名: Sakurai, N.
  • 雑誌名: J. Biol. Chem. 281 ページ: 14288-14295
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] N-Terminal protein modifications in an insect cell-free protein synthesis system and their identification by mass spectrometry. (2006)
  • 著者名/発表者名: Suzuki, T.
  • 雑誌名: Proteomics 6 ページ: 4486-4495
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] 4-Hydroxy-3,5,3',4'-Tetrachlorobiphenyl induced membrane permeability transition in isolate rat liver mitochondria. (2006)
  • 著者名/発表者名: Fujita, H.
  • 雑誌名: J. Clin. Biochem. Nutr. 38 ページ: 167-175
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] 代謝標識法を用いた脂質修飾タンパク質の網羅的解析系の確立. (2006)
  • 著者名/発表者名: 内海俊彦
  • 雑誌名: 生物物理化学 50 ページ: 41-45
  • NAID: 10018150435
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Posttranslational N-myristoylation is required for the antiapoptotic activity of human tGelsolin, the C-terminal caspase-cleavage product of human gelsolin. (2006)
  • 著者名/発表者名: Sakurai, N., Utsumi, T.
  • 雑誌名: J. Biol. Chem. 281 ページ: 14288-14295
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] N-Terminal protein modifications in an insect cell-free protein synthesis system and their identifi-cation by mass spectrometry. (2006)
  • 著者名/発表者名: Suzuki, T., Ito, M., Ezure, T., Shikata, M., Ando, E., Utsumi, T., Tsunasawa, S., Nishimura, 0.
  • 雑誌名: Proteomics 6 ページ: 4486-4495
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] 4-Hydroxy-3,5,3',4'-Tetrachlorobiphenyl induced membrane permeability transition in isolated rat liver mitochondria. (2006)
  • 著者名/発表者名: Fujita, H., Okimura, Y., Utsumi, T., Kitamura, S., Kuroki, H., Otsuki, T., Sasaki, J., Kashiwagi, A., Utsumi, K.
  • 雑誌名: J. Clin. Biochem. Nutr. 38 ページ: 167-175
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Posttranslational N-myristoylation is required for the antiapoptotic activity of human tGelsolin, the C-terminal caspase-cleavage product of human gelsolin. (2006)
  • 著者名/発表者名: Sakurai, N.
  • 雑誌名: J.Biol.Chem. 281 ページ: 14288-14295
• [雑誌論文] 代謝標識法を用いた脂質修飾タンパク質の網羅的解析系の確立 (2006)
  • 著者名/発表者名: 内海俊彦
  • 雑誌名: 生物物理化学 50 ページ: 41-45
  • NAID: 10018150435
• [雑誌論文] Involvement of Ras/extracellular signal-regulated kinase, but not Akt pathway in risedronate-induced apoptosis of U937 cells and its suppression by cytochalasin B. (2005)
  • 著者名/発表者名: Fujita, H.
  • 雑誌名: Biochem Pharmacol. 69 ページ: 1773-1784
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Involvement of Ras/ extra-cellular signal-regulated kinase, but not Akt pathway in risedronate-induced apoptosis of U937 cells and its suppression by cytochalasin B. (2005)
  • 著者名/発表者名: Fujita, H., Utsumi, T., Muranaka, S., Ogino, T., Yano, H., Akiyama, J., Yasuda, T., Utsumi, K.
  • 雑誌名: Biochem Pharmacol. 69 ページ: 1773-1784
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Involvement of Ras/Extracellular signal-regulated kinase, but not Akt pathway in risedronate-induced apoptosis of U937 cells and its suppression by cytochalasin B. (2005)
  • 著者名/発表者名: Fujita, H.et al.
  • 雑誌名: Biochem Pharmacol. 69 ページ: 1773-1784
• [雑誌論文] 羅布麻抽出物(ベネトロン)の抗酸化作用とその解析. (2005)
  • 著者名/発表者名: 藤田洋史 他
  • 雑誌名: 医学と薬学 54 ページ: 491-503
• [雑誌論文] Protein prenylation in an insect cell-free protein synthesis system and dentification of products by mass spectrometry.
  • 著者名/発表者名: Suzuki, T.
  • 雑誌名: Proteomics (in press)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Protein prenylation in an insect cell-free protein synthesis system and identification of products by mass spectrometry.
  • 著者名/発表者名: Suzuki, T., Ito, M., Ezure, T., Shikata, M., Ando, E., Utsumi, T., Tsunasawa, S., Nishimura, 0.
  • 雑誌名: Proteomics (in press)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Posttranslational N-myristoylation is required for the anti-apoptotic activity of human tGelsolin, the C-terminal caspase-cleavage product of human gelsolin.
  • 著者名/発表者名: Sakurai, N.et al.
  • 雑誌名: J.Biol.Chem. (in press)
• [雑誌論文] 4-Hydroxy-3,5,3',4'-tetrachlorobiphenyl induced membrane permeability transition in isolated rat liver mitochondria.
  • 著者名/発表者名: Fujita, H.et al.
  • 雑誌名: J.Clin.Biochem.Nutr. (in press)
• [雑誌論文] 代謝標識法を用いた脂質修飾タンパク質の網羅的解析系の確立.
  • 著者名/発表者名: 内海俊彦
  • 雑誌名: 生物物理化学 (印刷中)
  • NAID: 10018150435
• [図書] N-ミリストイル化の検出.パルミトイル化の検出.タンパク質の翻訳後修飾解析プロトコール pp195-215(稲垣昌樹編) (2006)
  • 著者名/発表者名: 内海俊彦
  • 総ページ数: 287
  • 出版者: 羊土社
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [図書] タンパク質の脂質修飾.タンパク質科学イラストレイテッド pp150-159(竹縄忠臣編) (2005)
  • 著者名/発表者名: 内海俊彦
  • 総ページ数: 332
  • 出版者: 羊土社
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [図書] タンパク質の脂質修飾、タンパク質科学イラストレイテッド (2005)
  • 著者名/発表者名: 内海俊彦
  • 出版者: 羊土社