組織機能論的なカルパイン作用機序の解析とその普遍性抽出

• 研究課題/領域番号: 23247021
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 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: 公益財団法人東京都医学総合研究所
• 研究代表者: 反町 洋之 公益財団法人東京都医学総合研究所, 生体分子先端研究分野, 分野長 (10211327)
• 連携研究者: 小野 弥子 公益財団法人東京都医学総合研究所, 生体分子先端研究分野, 主席研究員 (20392376) ; 秦 勝志 公益財団法人東京都医学総合研究所, 生体分子先端研究分野, 主席研究員 (10392375) ; 松岡 邦枝 公益財団法人東京都医学総合研究所, ゲノム医科学研究分野, 主席研究員 (40291158) ; 礪波 一夫 公益財団法人東京都医学総合研究所, 生体分子先端研究分野, 研究員 (70511393)
• 研究期間 (年度): 2011-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 26,780千円 (直接経費: 20,600千円、間接経費: 6,180千円); 2013年度: 13,390千円 (直接経費: 10,300千円、間接経費: 3,090千円); 2012年度: 13,390千円 (直接経費: 10,300千円、間接経費: 3,090千円)
• キーワード: カルパイン / プロテオリシス / 質量分析 / 筋ジストロフィー / 胃腸疾患 / 自己消化 / 酵素学 / 基質特異性 / 組織特異的発現 / 遺伝子改変マウス

研究成果の概要

カルパイン(CAPN)は、限定分解により基質機能を調節するプロテアーゼである。CAPN1/2は古くから研究されながら、その普遍性のため機能解明が難航している。申請者らは組織特異的分子種を発見し、発現組織機能と関連づけて生理機能を解析してきた。その結果CAPN3、8/9の機能不全は筋ジストロフィー、胃疾患の原因となることを明らかにした。しかし各分子の作用機序は不明な点が多い。そこで組織特異的CAPNに注目し、組織機能制御の分子機構を解析した。特にKO/KIマウスとプロテオミクスを基軸とした解析で、ヒト疾患や遺伝子改変マウス表現型を参照し、CAPN不全疾患発症機序へも迫った。

研究成果

• [雑誌論文] The N- and C-terminal autolytic fragments of CAPN3/p94/calpain-3 restore proteolytic activity by intermolecular complementation. (2014)
  • 著者名/発表者名: Ono, Y., Shindo, M., Doi, N., Kitamura, F., Gregorio, C. C., and Sorimachi, H.
  • 雑誌名: Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 巻: 111 号: 51
  • DOI: 10.1073/pnas.1411959111
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Calpain-6 deficiency promotes skeletal muscle development and regeneration. (2013)
  • 著者名/発表者名: Tonami, K., Hata, S., Ojima, K., Ono, Y., Kurihara, Y., Amano, T., Sato, T., Kawamura, Y., Kurihara, H., Sorimachi, H.
  • 雑誌名: PLOS Genetics 巻: 9 号: 8 ページ: 1003668-1003668
  • DOI: 10.1371/journal.pgen.1003668
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Regulation and physiological roles of the calpain system in muscular disorders (2012)
  • 著者名/発表者名: Sorimachi, H., Ono, Y
  • 雑誌名: Cardiovasc. Res 巻: 96 号: 1 ページ: 11-22
  • DOI: 10.1093/cvr/cvs157
  • 査読あり
• [雑誌論文] Understanding the substrate specificity of conventional calpains (2012)
  • 著者名/発表者名: Sorimachi, H., Mamitsuka, H., Ono, Y
  • 雑誌名: Biol. Chem 巻: 393 号: 9 ページ: 853-871
  • DOI: 10.1515/hsz-2012-0143
  • 査読あり
• [雑誌論文] Calpains - An elaborate proteolytic system (2012)
  • 著者名/発表者名: Ono Y, Sorimachi H
  • 雑誌名: Biochim Biophys Acta 巻: 1824 号: 1 ページ: 224-236
  • DOI: 10.1016/j.bbapap.2011.08.005
  • 査読あり
• [雑誌論文] Non-proteolytic functions of calpain-3 in sarcoplasmic reticulum in skeletal muscles. (2011)
  • 著者名/発表者名: Ojima K, Ono Y, Ottenheijm C, HataS, Suzuki H, Granzier H, Sorimachi H
  • 雑誌名: J Mol Biol 巻: 407 号: 3 ページ: 439-449
  • DOI: 10.1016/j.jmb.2011.01.057
  • 査読あり
• [雑誌論文] Calpain chronicle--an enzyme family under multidisciplinary characterization. (2011)
  • 著者名/発表者名: Sorimachi, H.
  • 雑誌名: Proc Jpn Acad Ser B Phys Biol Sci 巻: 87 ページ: 287-327
  • NAID: 130000903736
  • 査読あり
• [雑誌論文] Impact of genetic insights into calpain biology. (2011)
  • 著者名/発表者名: Sorimachi, H.
  • 雑誌名: Journal of Biochemistry 巻: 150 ページ: 23-37
  • DOI: 10.1016/b978-0-12-382219-2.00458-0
  • NAID: 10030586192
  • ISBN: 9780123822192
  • 査読あり
• [雑誌論文] Does the severity of the LGMD2A phenotype in compound heterozygotes depend on the combination of mutations? (2011)
  • 著者名/発表者名: Saenz A, Ono Y, Sorimachi H, Goicoechea M, Leturcq F, Blazquez L, Garcia-Bragado F, Marina A, Poza JJ, Azpitarte M, Doi N, Urtasun M, Kaplan JC, Lopez de Munain A
  • 雑誌名: Muscle and Nerve 巻: 44 号: 5 ページ: 710-714
  • DOI: 10.1002/mus.22194
  • 査読あり
• [学会発表] Extended concept for calpain “activity” – non-proteolytic functions of unconventional calpains. (2013)
  • 著者名/発表者名: Sorimachi, H., Tonami, K., Shinkai-Ouchi, F., Hata, S., Ojima, K., and Ono, Y.
  • 学会等名: FASEB Summer Research Conferences – Biology of Calpains in Health & Disease
  • 発表場所: Vermont, USA.
  • 年月日: 2013-07-21 – 2013-07-26
  • 招待講演
• [学会発表] カルパイン機能不全と疾患 Calpains in health and disease (2013)
  • 著者名/発表者名: 反町洋之、秦勝志、礪波一夫、大内史子、小野弥子
  • 学会等名: 日本薬学会第133回年会
  • 発表場所: 横浜
  • 招待講演
• [学会発表] Towards understanding the enigmatic substrate specificity of calpains (2012)
  • 著者名/発表者名: Sorimachi, H., duVerle, D., Hata, S., Tonami, K., Ouchi, F., Ojima, K., Takigawa, I., Mamitsuka, H. and Ono, Y.
  • 学会等名: XIIIth Symposium on Proteases, Inhibitors and Biological Control
  • 発表場所: Portoroz, Slovenia
  • 招待講演
• [学会発表] Calpin-3 and connectin/titin as physical stress sensor system for skeletal muscle. (2012)
  • 著者名/発表者名: Sorimachi, H.
  • 学会等名: 4th Sensing Biology Symposium
  • 発表場所: Tokyo
  • 招待講演
• [学会発表] Muscle-specific calpain modulates stress response in muscle cells. (2012)
  • 著者名/発表者名: Sorimachi, H.
  • 学会等名: The 3rd Japan-Korea Joint Symposium on Life Science
  • 発表場所: Tokyo
  • 招待講演
• [備考] Calpain Research Portal Site
  • URL: http://calpain.net/
• [備考] Calpain for Modulatory Proteolysis Database
  • URL: http://calpain.org/
• [備考] Calpain Project Web Site
  • URL: http://www.igakuken.or.jp/project/detail/calpain.html
• [備考] Calpain Research Portal Site
  • URL: http://www.calpain.net/
• [備考] Calpain for Modulatory Proteolysis Database
  • URL: http://www.calpain.org/
• [備考] 公益財団法人 東京都医学総合研究所 カルパインプロジェクト ウェッブサイト
  • URL: http://www.igakuken.or.jp/calpain/
• [備考] Calpain Research Portal Site
  • URL: http://www.calpain.net/
• [備考] 公益財団法人 東京都医学総合研究所 カルパインプロジェクト ウェッブサイト
  • URL: http://www.igakuken.or.jp/calpain/