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Cdc37の天然変性領域によるシグナル伝達キナーゼ群の曖昧認識の分子機構の解明

公募研究

研究領域天然変性タンパク質の分子認識機構と機能発現
研究課題/領域番号 24113714
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 生物系
研究機関京都大学

研究代表者

宮田 愛彦  京都大学, 生命科学研究科, 助教 (70209914)

研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2014-03-31
研究課題ステータス 完了 (2013年度)
配分額 *注記
11,310千円 (直接経費: 8,700千円、間接経費: 2,610千円)
2013年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円)
2012年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円)
キーワードCdc37 / Hsp90 / DYRK / 分子シャペロン / キナーゼ / ゲルダナマイシン / CK2 / 天然変性領域 / 天然変性タンパク質 / タンパク質リン酸化 / プロテインキナーゼ / タンパク質フォルディング
研究概要

Cdc37はHsp90のコシャペロンの一つで、Hsp90がさまざまなキナーゼと複合体を形成する際のキナーゼ認識を担う重要な構成要素である。これまでに、Cdc37のN末端に存在するキナーゼ認識領域のCK2によるリン酸化がキナーゼ認識に必須であることを明らかにした。アミノ酸配列の解析の結果等から、Cdc37のキナーゼ認識には認識部位の天然変性状態が重要な役割を果たすと考えられる。DYRKファミリータンパク質キナーゼはMAPキナーゼと類似のキナーゼドメインを持ち、ヒトを含む哺乳類ではDYRK1A, DYRK1B, DYRK2, DYRK3, DYRK4の5種類のメンバーから成る。今回、DYRKメンバーそれぞれの細胞内結合タンパク質の同定を行ない、DYRK1BおよびDYRK4がHsp90, Cdc37, Hsp70と特異的に結合することを新たに見出した。いずれの分子シャペロンも他のDYRKファミリーとは安定な複合体を形成しなかった。Hsp90阻害剤ゲルダナマイシンにより細胞を処理するとDYRK1BおよびDYRK4からHsp90・Cdc37が離脱した。この処理によりDYRK1B・DYRK4は細胞質にドット状のアグリゲートを形成し、最終的には細胞内レベルが低下したことから、Hsp90・Cdc37のシャペロン機能がこれらのキナーゼの細胞内凝集の阻害と安定性に必要であると示唆された。Cdc37と安定な複合体を形成しない野生型DYRK2の1アミノ酸置換によるキナーゼ不能変異体はCdc37・Hsp90と強く結合するようになった。以上の結果から、Cdc37の天然変性領域は互いに類似したキナーゼドメインのわずかな構造の違いを厳密に認識する事、また安定な複合体を形成せずにCdc37・Hsp90がクライアントキナーゼの構造形成に関与し得る事が明らかとなった。

現在までの達成度 (区分)
理由

25年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

25年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2013 実績報告書
  • 2012 実績報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2013 2012 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (5件) (うち招待講演 3件) 図書 (2件)

  • [雑誌論文] The therapeutic target Hsp90 and cancer hallmarks2013

    • 著者名/発表者名
      Miyata, Y., Nakamoto, H., and Neckers, L.
    • 雑誌名

      Current Pharmaceutical Design

      巻: 19 号: 3 ページ: 347-365

    • DOI

      10.2174/1381612811306030347

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書 2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Phosphorylation of CRN2 by CK2 regulates F-actin and Arp2/3 interaction and inhibits cell migration.2012

    • 著者名/発表者名
      Xavier CP, Rastetter RH, Blomacher M, Stumpf M, Himmel M, Morgan RO, Fernandez MP, Wang C, Osman A, Miyata Y, Gjerset RA, Eichinger L, Hofmann A, Linder S, Noegel AA, and Clemen CS.
    • 雑誌名

      Science Report

      巻: 2 号: 1 ページ: 241-254

    • DOI

      10.1038/srep00241

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Dynamic tyrosine phosphorylation modulates cycling of the Hsp90-p50Cdc37-Aha1 chaperone machine.2012

    • 著者名/発表者名
      Xu W, Mollapour M, Prodromou C, Wang S, Scroggins BT, Palchick Z, Beebe K, Siderius M, Lee MJ, Couvillon A, Trepel JB, Miyata Y, Matts R, and Neckers L.
    • 雑誌名

      Molecular Cell

      巻: 47 号: 3 ページ: 434-443

    • DOI

      10.1016/j.molcel.2012.05.015

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effects of the CK2 inhibitors CX-4945 and CX-5011 on drug-resistant cells.2012

    • 著者名/発表者名
      Zanin S, Borgo C, Girardi C, O'Brien SE, Miyata Y, Pinna LA, Donella-Deana A, and Ruzzene M.
    • 雑誌名

      PLOS One

      巻: 7 号: 11 ページ: e49193-e49193

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0049193

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] タンパク質キナーゼDYRK群の細胞内結合タンパク質による特異的制御機構2012

    • 著者名/発表者名
      宮田愛彦、西田栄介
    • 学会等名
      第85回 日本生化学会大会
    • 発表場所
      博多
    • 年月日
      2012-12-16
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Functional regulation of different DYRK family protein kinase members by distinctive cellular binding partners including Hsp90, Cdc37, and WDR68.2012

    • 著者名/発表者名
      Miyata Y, and Nishida E.
    • 学会等名
      The 4th EMBO Meeting 2012
    • 発表場所
      Nice, France
    • 年月日
      2012-09-24
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Functional regulation of DYRK family protein kinases by cellular binding partners

    • 著者名/発表者名
      Miyata, Y., and Nishida, E.
    • 学会等名
      7th International Conference on Protein Kinase CK2
    • 発表場所
      Lublin, Poland
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] DYRKファミリーキナーゼの細胞内結合タンパク質による機能制御

    • 著者名/発表者名
      宮田愛彦、西田栄介
    • 学会等名
      第36回日本分子生物学会年会 ワークショップ 「キナーゼ・シグナルから生理機能へ」
    • 発表場所
      神戸
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] DYRKファミリーキナーゼとキナーゼシグナルを媒介するWDR68

    • 著者名/発表者名
      宮田愛彦
    • 学会等名
      蛋白研セミナー 「キナーゼ・シグナリング研究の進展」
    • 発表場所
      大阪
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [図書] The pivotal role of CK2 in the kinome-targeting Hsp90 chaperone machinery. “The Wiley-IUBMB Series on Biochemistry and Molecular Biology: Protein Kinase CK2”, ed. L.A.Pinna, pp.205-2382013

    • 著者名/発表者名
      Miyata, Y.
    • 総ページ数
      460
    • 出版者
      Wiley-Blackwell Publishing (John Wiley & Sons, Inc., Publication)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [図書] The pivotal role of CK2 in the kinome-targeting Hsp90 chaperone machinery. “The Wiley-IUBMB Series on Biochemistry and Molecular Biology: Protein Kinase CK2”, ed. L.A.Pinna2012

    • 著者名/発表者名
      Miyata Y.
    • 総ページ数
      460
    • 出版者
      Wiley-Blackwell Publishing (John Wiley Sons, Inc., Publication)
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書

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公開日: 2013-05-15   更新日: 2019-07-29  

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