BSCRT関連因子との相互作用によるカルパイン7/PalBH の生理機能

• 研究領域: タンパク質分解による細胞・個体機能の制御
• 研究課題/領域番号: 21025014
• 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: 名古屋大学
• 研究代表者: 牧 正敏 名古屋大学, 大学院・生命農学研究科, 教授 (40183610)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2010
• 研究課題ステータス: 完了 (2010年度)
• 配分額: 6,600千円 (直接経費: 6,600千円); 2010年度: 3,300千円 (直接経費: 3,300千円); 2009年度: 3,300千円 (直接経費: 3,300千円)
• キーワード: カルパイン / 分子認識機構 / プロテアーゼ / ESCRT / 相互作用 / 限定分解 / IST1 / CHMP / 細胞質分裂 / MITドメイン / タンパク質分解 / タンパク質間相互作用 / CHMP1

研究概要

calpain-7(別名 PalBH)はpenta-EF-hand(PEF)ドメインをもたない非典型的カルパインであるがN末端にMicrotubule Interaction and Transport(MIT)ドメインをもつ特徴を有する。このMITがendosomal sorting complex required for transport(ESCRT)関連因子であるIST1と結合することは既に報告したが、本研究ではIST1とともにESCRT-III複合体成分と相同的な配列をもつcharged multivesicular protein(CHMP)1Bがcalpain-7と結合して三者複合体を形成することを明らかにした。一般にMITはCHMPファミリーのC末端に存在するMIT-interacting motif(MIM)を認識すると考えられていたが、calpain-7のMITはCHMP18のC末端領域を欠損させると結合が強くなることを見出し、各種欠損変異体を用いた解析より、CHMP1BがMITと結合するのはCHMP1Bの2番目のα-ヘリックスであることを示した。IST1、CHMP1Bとcalpain-7の三者を同時に発現するとcalpain-7の自己消化した割合が増加した増加した。細胞分画すると三者を共発現させた場合は膜への結合量が増加することが観察され、自己消化率の増加はcalpain-7がESCRTシステムの膜上で作用した結果と推察される。calpain-7は進化的に下等真核生物でも保存されているのに対してPEFドメインをもつ典型的カルパインは比較的高等な動物で保存されている。一方、ALG-2は進化的により保存されておりESCRT関連因子であるALIXやTSG1O1と相互作用する。カルパインとESCRTの間にはPEFドメインとMITドメインを介して密接な関係が存在することを系統的に解析した。

研究成果

• [雑誌論文] ESCRT and calpain-old and new relationships (2012)
  • 著者名/発表者名: Maki M
  • 雑誌名: FEBS J. 巻: 279 ページ: 1398-1398
  • 査読あり
• [雑誌論文] Evolutionary and physical linkage between calpains and penta-EF-hand Ca(2+)-binding proteins (2012)
  • 著者名/発表者名: Maki M, Maemoto Y, Osako Y, Shibata H
  • 雑誌名: FEBS J. 巻: 279 ページ: 1414-1421
  • 査読あり
• [雑誌論文] Calpain-7 binds to CHMP1B at its second {alpha}-helical region and forms a ternary complex with IST1 (2011)
  • 著者名/発表者名: Maemoto, Y., Osako, Y., Goto, E., Nozawa, E., Shibata, H., Maki, M
  • 雑誌名: J Biochem 巻: 150 ページ: 1411-1421
  • 査読あり
• [雑誌論文] Autolytic activity of human calpain 7 is enhanced by ESCRT-III-related protein IST1 through MIT-MIM interaction (2010)
  • 著者名/発表者名: Osako Y, Maemoto Y, Tanaka R, Suzuki H, Shibata H, Maki M
  • 雑誌名: FEBS J 巻: 277 ページ: 4412-4426
  • 査読あり
• [学会発表] 東西冷戦の終結から20年-カルパイン研究における競争から協調・協力へ (2010)
  • 著者名/発表者名: 牧正敏
  • 学会等名: 鈴木紘一先生メモリアルシンポジウム～カルパイン研究の今昔～
  • 発表場所: 東京都臨床医学総合研究所
  • 年月日: 2010-07-06
• [学会発表] 細胞質分裂関連因子IST1がcalpain 7の自己消化に与える影響 (2010)
  • 著者名/発表者名: 前本佑樹、大迫洋平、田中亮平、鈴木博紀、人見清隆、柴田秀樹、牧正敏
  • 学会等名: 第74回生化学会中部支部例会
  • 発表場所: 名古屋大学医学部
  • 年月日: 2010-05-29
• [学会発表] Calpain 7とVPS4のMITドメインによるESCRT-III関連タンパク質結合部位の違い (2010)
  • 著者名/発表者名: 前本佑樹, 外7名
  • 学会等名: 日本農芸化学会大会
  • 発表場所: 東京大学駒場キャンパス(東京都)
  • 年月日: 2010-03-29
• [学会発表] ESCRT関連因子IST1によるcalpain 7の自己消化促進効果 (2010)
  • 著者名/発表者名: 大迫洋平, 外6名
  • 学会等名: 日本農芸化学会大会
  • 発表場所: 東京大学駒場キャンパス(東京都)
  • 年月日: 2010-03-29
• [学会発表] Function of the MIT domain of calpain 7 in activation and cellular localization (2010)
  • 著者名/発表者名: Maki M
  • 学会等名: FASEB Summer Research Meeting
  • 発表場所: Carefree Arizona, USA
• [学会発表] ESCRT-related protein IST1 interacts with human calpain 7 and enhances its autolytic activity (2010)
  • 著者名/発表者名: Maemoto Y, Osako Y, Tanaka R, Suzuki H, Shibata H, Maki M
  • 学会等名: FASEB Summer Research Meeting
  • 発表場所: Carefree Arizona, USA
• [学会発表] Calpain 7/PalBHの酵素活性検出の試み (2009)
  • 著者名/発表者名: 大迫洋平, 外7名
  • 学会等名: 第82回日本生化学会大会
  • 発表場所: 神戸国際会議場(兵庫県)
  • 年月日: 2009-10-23
• [学会発表] calpain 7と新規ESCRT-III様因子IST1との相互作用解析 (2009)
  • 著者名/発表者名: 前本佑樹, 外7名
  • 学会等名: 第82回日本生化学会大会
  • 発表場所: 神戸国際会議場(兵庫県)
  • 年月日: 2009-10-23
• [学会発表] ヒトcalpain 7とhIST1の相互作用領域の決定 (2009)
  • 著者名/発表者名: 前本佑樹, 外5名
  • 学会等名: 日本生化学会中部支部大会
  • 発表場所: 名古屋市立大学医学部(愛知県)
  • 年月日: 2009-05-23
• [備考]
  • URL: http://profs.provost.nagoya-u.ac.jp/view/html/100003692_ja.html