骨格筋特異的カルバイン及びコネクチンの関与する筋ジストロフィー症の分子機構の解析

1998 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 09044208
• 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: RICHARD Isab Genethon研究所, 研究員 ; BECKMANN Jac Genethon研究所, 部長 ; 木村 澄子 千葉大学, 理学部, 助教授 (50093232) ; 反町 洋之 東京大学, 大学院・農学生命科学研究科, 助教授 (10211327) ; 石浦 章一 東京大学, 大学院・総合文化研究科, 教授 (10158743)
• キーワード: 筋ジストロフィー症 / カルバイン / 蛋白質分解 / 筋肉 / プロテアーゼ

研究概要

肢帯型筋ジストロフィー症2A型(LGMD2A)は骨格筋に特異的に発現するカルパインp94が原因遺伝子として共同研究者等により同定された。LGMD2Aの発症機構とp94の関係を分子レベルで明らかにするため、LGMD2Aの患者で見られるp94の変異を解析した。p94は(1)コネクチンに結合する以外にも、(2)自己分解が極めて早い、(3)核移行シグナルを持つ、(4)特異な挿入配列を持つ、(5)フォドリン等の細胞骨格蛋白を切断するなど普遍的なカルパインと異なる多くの性質を持つ。フランスの共同研究者が同定したLGMD2A患者に見られる変異のなかで、p94の点変異が病因と思われるもの10種類を選択し、その点変異p94の性質を解析し、p94が持つ様々な性質の中でどの性質が筋ジストロフィー症の発症と直接関係するかを解析した。
10種類の点変異p94のcDNAをCOS細胞中で発現させて調製した変異型p94につき、上記の5種類の性質を中心に解析した。その結果、コネクチンとの結合や自己消化の有無等は病態と関係せず、フォドリン、カルパスタチン、HSP60等のp94の基質と思われる蛋白質の分解の消失が病因と直結する事、すなわち、p94のプロテアーゼ活性の消失が筋蛋白質の分解を高進させることが明らかになった。
筋肉細胞におけるp94の基質を同定し、その基質の分解がどの様にして筋蛋白質の分解を抑制するかを明らかにすることでLGMD2Aの病因を分子レベルで明らかにする事が可能であり、筋蛋白質の分解過程が明らかになれば、LGMD2Aだけでなく、筋ジストロフィー症の一般的な治療法の開発が期待される。

研究成果

• [文献書誌] Suzuki,K.: "A novel aspect of calpain activation" FEBS Lett.433. 1-4 (1998)
• [文献書誌] Ono,Y.: "Structure and physiology of calpain,an enigmatic protease." Biochem.Biophys.Res.Commun.245. 289-294 (1998)
• [文献書誌] Ono,Y.: "Functional defects of a muscle-specific calpain,p94,caused by mutations associated with limb-girdle muscular dystrophy type2A(LGMD2A)" J.Biol.Chem.273. 17073-17078 (1998)
• [文献書誌] Sorimachi,H.: "Molecular analysis of p94." Methods in Mol.Biol.(in press). (1999)
• [文献書誌] Kinbara,K.: "Skeletal muscle-specific calpain,p94." Biochem.Pharm.56. 415-420 (1998)
• [文献書誌] Gregorio,C.C.: "The NH_2 Terminus of Titin spens the Z-disc:Its interaction with a novel 19-kD ligand(T-cap) is required for Sarcomeric integrity." J.Cell Biol.143. 1013-1027 (1998)