MPF(分裂期促進因子)による細胞分裂期制御の分子機構

1992 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 03405004
• 研究機関: 東京工業大学
• 研究代表者: 岸本 健雄 東京工業大学, 生命理工学部, 教授 (00124222)
• キーワード: MPF / cdc2・サイクリンB複合体 / M期 / 微小管 / 中間径繊維 / MAP / suc1産物 / ビメンチンキナーゼ

研究概要

MPFは真核細胞に共通のM期誘起蛋白質キナーゼで、cdc2遺伝子産物とサイクリンBの複合体である。筆者らの前年度の研究は、MPFの細胞内存在様式を(1)可溶性、(2)微小管結合性、(3)中間径繊維結合性、(4)染色体結合性の4通りに分けうることを示している。そこで本年度はこれらのうちの(2)と(3)について特に集中的に解析し、以下の成果を得た。
〈微小管結合性MPF〉ヒトデ卵からsuc1アフィニティカラムで精製したMPF、ブタ脳から精製したチューブリン、HeLa細胞から精製したMAP4、および大腸菌に産生させたMAP4断片を用いてin vitro系で解析した結果、MAP4のC端側Pro-rich領域とサイクリンBとの結合を介して、MPFは微小管に結合すると判明した。しかもこの結合した状態でMPFはMAP4を分子複合体内リン酸化でき、それによってMAP4の微小管安定化能を低下させることが、相視野顕微鏡下で個々の微小管の動態を解析することによって判明した。このようなMPFのMAPに対する効果は、分裂中期への移行に際し、微小管の不安定性が増して短小化し分裂装置形成に向かうのに貢献していると考えられる。
〈中間径繊維結合性MPF〉第1減数分裂中期にあるヒトデ卵を用いた解析から、全MPFのうち約半分量が中間径繊維結合性であった。中間径繊維非結合性と結合性の両方ともcdc2・サイクリンB複合体を含み、ヒストンH1キナーゼ活性は同レベルであるにもかかわらず、“結合性"は“非結合性"に比べてビメンチンキナーゼ活性が低かった。ところがビメンチンキナーゼ活性は、“非結合性"にsuc1産物を加えると“結合性"のレベルに低下し、他方、“結合性"をsuc1カラムに通してsuc1様産物を除くと“非結合性"のレベルに上昇した。これらのことから、“結合性"のMPFにはsuc1様蛋白質も含まれており、しかもこれが中間径繊維への結合に関与していると予測される。

研究成果

• [文献書誌] Ookata,K.,et al.: "Relocation and distinct subcellular localization of p34 cdc2-cyclin B complex at meiosis reinitiation in starfish oocytes." EMBO J.11. 1763-1772 (1992)
• [文献書誌] Kusubata,M.,et al.: "P13 suc1 suppresses the catalvtic function of p34 cdc2 kinase for intermediate filament proteins,in vitro." J.Biol.Chem.267. 20937-20942 (1992)
• [文献書誌] Ohta,K.,et al.: "Microtubule nucleating activity of centrosomes in cell-free extracts arom Xenopus eggs." J.Cell Sci.104. 125-137 (1993)
• [文献書誌] Kusubata,M.,et al.: "cdc2 kinase phosphorylation of desmin at three serine/threonine residues in the amino-terminal head domain." Biochem.Biophys.Res.Commun.(1993)
• [文献書誌] Hisanaga,S.,et al.: "Dephosphorylation of microtubule-binding sites at the neurofilament-H tail domain by alkaline,acid and protein phosphatases." J.Biochem.(1993)
• [文献書誌] Hisanaga,S.,et al.: "Tau protein kinase II has a similar characteristic to cdc2 kinase for phosporylating neurofilament proteins." J.Biol.Chem.(1993)
• [文献書誌] 岸本 健雄(今堀 和友他編): "卵成熟とcdc2キナーゼ(新生化学実験講座、第14巻「発生・分化・老化」)" 東京化学同人, 550 (1992)
• [文献書誌] Kishimoto,T.(eds.H.Mohre,M.Takahashi and C.Tachi): "Control of M-Phase by MPF/cyclin-dependent cdc2 kinase.(In “Biology of germ lines-in animals and man-)" 学会出版センター, (1993)