低分子量G蛋白質とその標的蛋白質の機能修飾物質の開発と有効利用

1999 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 09557012
• 研究機関: 広島大学
• 研究代表者: 菊地 章 広島大学, 医学部, 教授 (10204827)
• 研究分担者: 中田 元巳 住友電工, バイオメディカル研究部, 主査(研究職) ; 岸田 昭世 広島大学, 医学部, 助手 (50274064) ; 小山 眞也 広島大学, 医学部, 助教授 (00186834)
• キーワード: 低分子量G蛋白質 / Ral / RalBP1 / POB1 / Epsin / Eps15 / エンドサイトーシス

研究概要

昨年度はRalの標的蛋白質RalBP1の新規結合蛋白質POB1を同定して、その機能解析を行った。その結果、POB1はEFGのシグナルを受け、受容体のエンドサイトーシスが制御されることが示唆された。本年度は、POB1の機能をさらに明らかにするために、POB1のEHドメインに結合する蛋白質を牛大脳から精製した。2種類の蛋白質が精製され、Eps15とEpsinであることが判明した。両蛋白質ともクラスリンやAP-2と複合体を形成して、受容体のエンドサイトーシスを制御する重要な蛋白質であることが報告されていた。POB1のEHドメインはEpsinのC末端側と、Eps15の中央部と結合し、さらに、Eps15とEpsinが結合することから、これらの分子が三量体を形成することが明らかになった。そこで、RalとRalBP1、POB1のトランスフェリンとインスリン、EGFの受容体のエンドサイトーシスにおける役割を解析したところ、これらの3分子はトランスフェリン受容体のエンドサイトーシスには関与しないが、インスリンとEGFの受容体のエンドサイトーシスを制御した。したがって、Ral/RalBP1/POB1のシグナル伝達経路はリガンド刺激を受けるとそのシグナルをEps15とEpsinに伝達して、受容体のエンドサイトーシスを引き起こすが、トランスフェリン受容体のように恒常的なエンドサイトーシスには関与しないと考えられた。
以上の研究過程で得られたRalやRalBP1、POB1、Eps15、Epsinの種々の変異体や抗体はエンドサイトーシスに関する実験に役立てることができると考えられる。さらに、エンドサイトーシスに関する分子に遺伝子異常のあるヒトがんが報告されているので、Ralの下流の分子の遺伝子異常を探索することにより、新しい種類の癌遺伝子診断法が確立される可能性がある。

研究成果

• [文献書誌] Nakashima,S.: "Small G protein Ral and its downstream molecules regulate endocytosis of EGF anda insulin receptors"EMBO J.. 18・13. 3629-3642 (1999)
• [文献書誌] Kitagawa,M.: "An F-box protein,FWD1,mediates ubiquitin-dependent proteolysis of β-catenin"EMBO J.. 18・9. 2401-2410 (1999)
• [文献書誌] Kishida,S.: "DIX domains of Dv1 and Axin are necessary for protein interactions and their ability to regulate β-catenin stability"Mol.Cell.Biol.. 19・6. 4414-4422 (1999)
• [文献書誌] Sawamoto,K.: "The Drosophila Ral GTPase regulates developmental cell shape changes through the Jun NH_2-terminal kinase pathway"J.Cell Biol.. 146・2. 361-372 (1999)
• [文献書誌] Yamamoto,H.: "Phosphorylation of Axin,a Wnt signal negative regulator,by glycogen synthase kinase-3βregulates its stability"J.Biol.Chem.. 274・16. 10681-10684 (1999)
• [文献書誌] Fukata,M.: "Cdc42 and Rac1 Regulate the Interaction of IQGAP1 with β-catenin"J.Biol.Chem.. 274・37. 26044-26050 (1999)
• [文献書誌] Kodama,S.: "Axin directly interacts with plakoglobin and regulates its stability"J.Biol.Chem.. 274・39. 27682-27688 (1999)
• [文献書誌] Moriguchi,T.: "Distinct domains of mouse dishevelled are responsible for the c-Jun N-terminal kinase/stress-activated protein kinase activation and the axis formation in vertebrates"J.Biol.Chem.. 274・43. 30957-30962 (1999)
• [文献書誌] Kishida,M.: "Axin prevents Wnt-3a-induced accumulation of β-catenin"Oncogene. 18・4. 979-985 (1999)
• [文献書誌] Matsubara,K.: "Plasma membrane recruitment of RalGDS is critical for Ras-dependent Ral activation"Oncogene. 18・6. 1303-1312 (1999)
• [文献書誌] Sawamoto,K.: "Ectopic expression of constitutively activated Ral GTPase inhibits cell shape changes during Drosophila eye development"Oncogene. 18・11. 1967-1974 (1999)
• [文献書誌] Morinaka,K.: "Epsin binds to the EH domain of POB1 and regulates receptor-mediated endocytosis"Oncogene. 18・43. 5915-5922 (1999)
• [文献書誌] Shirouzu,M.: "Double-mutant analysis of the interaction of Ras with the Ras-binding domain of RGL"Biochemistry. 38・16. 5103-5110 (1999)
• [文献書誌] Koshiba,S.: "Solution structure of the Eps15 homology domain of a human POB1(partner of RalBP1)"FEBS Lett.. 442・2-3. 138-142 (1999)
• [文献書誌] Ikeda,S.: "GSK-3β-dependent phosphorylation of adenomatous polyposis coli gene product can be modulated by β-catenin and protein phosphatase 2A complexed with Axin"Oncogene. 19・4. 537-545 (2000)