ユビキチン-プロテアソーム・システムの分子認識および細胞周期制御のメカニズム

1993 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 05304054
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 横沢 英良 北海道大学, 薬学部, 教授 (90012765)
• 研究分担者: 沢田 均 北海道大学, 薬学部, 助教授 (60158946) ; 石川 勝利 静岡大学, 理学部, 教授 (00008608) ; 佐方 功幸 久留米大学, 分子生命科学研究所, 教授 (80142024) ; 瀬野 悍二 国立遺伝学研究所, 教授 (30076989) ; 鈴木 紘一 東京大学, 分子細胞生物学研究所, 教授 (80011948)
• キーワード: プロテアソーム / プロテアーゼ / ユビキチン / 分子認識 / 細胞周期 / 発生・分化 / 受精 / 卵成熟

研究概要

上記研究課題について、当初の計画をほぼ完了したので報告する。
1.ユビキチン化酵素群とその内在性基質蛋白質の探索:(1)ユビキチン活性化酵素E1のts変異株であるts85の表現型を解析し、E1酵素が核小体のG2期からM期に向かっての解離過程に関与することを明らかにした。(2)網状赤血球由来のユビキチン化酵素群を用いて、大腸菌で発現したヒトサイクリンBのユビキチン化が起こるか否かを調べたが、ユビキチン化は観察されず、サイクリンBのユビキチン化には特殊なE3が関与する可能性が示唆された。
2.プロテアソームの蛋白質分解機構の解析:(1)26Sプロテアソームには自己リン酸化能があること、また、それは蛋白質分解と関わりがあることが示唆された。(2)26Sプロテアソームの活性を制御する制御サブユニット複合体を精製しその性質を調べた。また、精製標品を用いての再構成実験を試み、再構成には何らかの補助因子が必要なことが示された。
3.細胞周期制御機構の解析:(1)ヒトデおよびカエルの卵成熟過程にプロテアソームが関与することが示唆された。また、新しいプロテアソーム分子種の存在も示唆された。ホヤおよびカエルの卵の付活および卵割の際に、プロテソームの活性変動と分子状態変化が起こることが示唆された。精子プロテアソームは精子の卵黄膜通過に関与することが示唆された。(2)Mosの分解シグナルがN末端のPro^2であることを同定した。また、同過程におけるMosの分解がユビキチン経路で起こることを明らかにした。

研究成果

• [文献書誌] Y.Saitoh: "High-molecular-weight protease complexes(proteasome)of sperm of the ascidian,Halocynthia roretzi:isolation,characterization and physiological roles infertilization." Developmental Biology. 158. 238-244 (1993)
• [文献書誌] H.Sawada: "Different ratios in 20 S Proteasomes and regulatory subunit complexes in two isoforms of the 26 S Proteasome purified from rabbit skeletal muscle." FEBS Letters. 335. 207-212 (1993)
• [文献書誌] M.Nishizawa: "Degradation of Mos by the N-terminal proline(Pro^2)-dependent ubiquitin pathway on fertilization of Xenopus eggs:possible significance of natural selection for Pro^2 in Mos." EMBO Journal. 12. 4021-4027 (1993)
• [文献書誌] N.Ishida: "Mos is degraded by the 26 S Proteasome in a ubipuitin-dependent fashion." FEBS Letters. 324. 345-348 (1993)
• [文献書誌] F.Yamao: "Conditional resistance to thymineless death predominantly selects DNA synthesis-deficient mutants os mammalian cells." Mutation Research. 289. 83-89 (1993)
• [文献書誌] D.H.Lee: "Structure and properties of the 26S protease complex from chick skeletal muscle." Biochemistry and Molecular Biology International. 30. 121-130 (1993)
• [文献書誌] T.Takahashi: "Cleavage specificity and inhibition profile of proteasome isolated from the cytosol of Xenopus oocytes." Journal of Biochemistry. 113. 225-228 (1993)
• [文献書誌] T.Tokumoto: "A novel“active"from of proteasomes from Xenopus laevis ovary cytosol." Biochem.Biophys.Res.Commun.192. 1106-1114 (1993)
• [文献書誌] T.Tokumoto: "20S latent proteasomes isolated from the cytosol of Xenopus oocytes:purification and partial characterization." Biomedical Research. 14. 391-401 (1993)
• [文献書誌] S.Ishiura: "痴呆・カルシウム・ユビキチン" Dementia. 7. 154-160 (1993)
• [文献書誌] 鈴木 紘一: "プロテアーゼと生体機能-分子から病態まで-" 東京化学同人, 317 (1993)