タンパク質の寿命決定機構の解明とタンパク質の寿命調節

1995 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 07558094
• 研究種目: 試験研究(B)
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 鈴木 紘一 東京大学, 分子細胞生物学研究所, 教授 (80011948)
• 研究分担者: 反町 洋之 東京大学, 分子細胞生物学研究所, 助手 (10211327) ; 西道 隆臣 東京都臨床医学総合研究所, 研究員 (80205690) ; 石浦 章一 東京大学, 分子細胞生物学研究所, 助教授 (10158743)
• キーワード: タンパク分解 / カルパイン / 寿命 / 筋ジストロフィー症

研究概要

(1)骨格筋特異的カルパイン(p94)の短寿命決定配列
本年度は、骨格筋特異的に発現しているカルシウム依存性蛋白分解酵素であるカルパインp94の速い自己消化能に関与する挿入配列IS2についての研究を行った。p94には、他の長寿命カルパインには見られない特殊な配列が3つ存在する。そのうちの1つIS2は欠失実験によりp94の短寿命に関係することがわかっていた。そこで、IS2を組織普遍的に発現している長寿命mカルパインの相同部位に組み込んだコンストラクトを作製し、COS細胞にcDNAを導入することにより、寿命がどのように変化するかを検討した。
その結果、IS2を組み込んだmカルパインは、通常のmカルパインと同様の活性・基質特異性を持つことが判明したが、予想通り自己消化速度はmカルパインより数段速くなっていた。この実験により、IS2領域が確かにタンパク質の寿命を速めることが確認された。
(2)p94の自己消化活性と肢帯型筋ジストロフィー
本年初めに、p94が肢帯型筋ジストロフィー2A型の原因遺伝子と同定された。短寿命タンパク質が疾病の原因になったのは始めてであり、p94の存在様式が注目された。我々は、酵母two-hybridシステムを利用してp94と相互作用する分子を捜索したところ、骨格筋の弾性タンパク質であるコネクチンがp94と結合することを発見した。また、結合部位が前述のIS2であることから、p94はIS2を介してコネクチンと結合し、速い自己消化を免れている可能性が明らかとなった。

研究成果

• [文献書誌] Sorimachi, H., Tsukahara, T., Okada-Ban, M., et. al.: "Identification of a third ubiquitous calpain species-Chicken muscle expresses four distinct calpains." Biochim. Biophys. Acta.1261. 381-393 (1995)
• [文献書誌] Suzuki, K., Sorimachi, H., Yoshizawa, T., et. al.: "Calpain: Novel family members, activation, and physiological function." Biol. Chem., Hoppe-Seyer. 376. 523-529 (1995)
• [文献書誌] Sorimachi, H., Kinbara, K., Kimura, S., et. al.: "Muscle-specific calpain, p94, responsible for limb girdle muscular dystrophy type 2A, associates with connectin through IS2, a p94-specific sequence." J. Biol. Chem.270. 31158-31162 (1995)