プロセシングプロテアーゼ,SPC4の構造,活性調節,生理学的基質の同定

1999 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 10680615
• 研究機関: 徳島大学
• 研究代表者: 辻 明彦 徳島大学, 工学部, 助教授 (20155360)
• 研究分担者: 黒田 理恵子 徳島大学, 工学部, 助手 (30314850) ; 松田 佳子 徳島大学, 工学部, 教授 (40035449)
• キーワード: プロテアーゼ / サチライシン様プロテアーゼ / SPC4 / PACE4 / アルブミン / 細胞分化 / 転写調節 / プロセシング

研究概要

本年度は下垂体細胞、神経細胞におけるSPC4(PACE4)の生理学的基質となる前駆体蛋白を同定するため、特にPACE4特異的発現調節機構、及びPACE4特異阻害蛋白の作用機序に焦点を絞り解析を行った。転写調節に関する研究では下垂体由来GH4C1細胞と神経芽細胞種Neuroblastomaを用い、ルシフェラーゼリポータージーンアッセイ、ゲルシフトアッセイによってPACE4遺伝子5'-上流域の転写調節領域を同定した。PACE4遺伝子5'-上流域には、おなじファミリーに属する他のプロテアーゼ遺伝子には見られないE-box配列(CANNTG)が多く存在するのが特徴であるが、これらのE-box(E1-E12)のうち、E4-E9のE-boxクラスターは負の、E10,E11は正のエンハンサーとして機能していることが判明し、PACE4の発生過程における発現変化や中枢神経系での発現分布は、E-boxに結合するbHLH型転写因子により制御されている可能性を示した。更にNeuroblastomaを用いた実験ではbHLH型神経分化因子であるhASH-1によっていPACE4はダウンレギュレーションされることが判明し、神経の分化に関わるTGFβスーパーファミリーに属する因子群の活性化にPACE4は寄与していると推定された。一方血清プロテアーゼインヒビターであるα1-antitrypsinのリコンビナント変異体を作製し、PACE4に対する作用を解析したところ、α1-antitrypsinの活性部位をRXXR,RXRRに換えた変異体はPACE4とアシル結合を介した複合体を作り、その活性を阻害した。RXXR型はツメガエル卵で発現させるとBMP-4の活性化が抑制され発生異常が起こることから、BMP-4の活性化はPACE4により行われることが示唆された。これらの成果は論文発表、及び第72回日本生化学会、6thCGGHシンポジウムで学会発表された。

研究成果

• [文献書誌] Mori,K.et al.: "Alloalbuminemia and analbuminemia."Nippon Rinsyo. 19. 657-660 (1998)
• [文献書誌] Nagahama,M.et al.: "Biosynthetic processing and quoternary interactions of proprotein convertase SPC4(PACE4)."FEBS Letters. 434. 155-159 (1998)
• [文献書誌] Nagahama,M.et al.: "Proteolytic Cleavage of the Neural Cell Adhesion Molecule L1 by Subtilisin-Like Proprotein Convertase."Neutal Development. 2. 261-266 (1998)
• [文献書誌] Mori,K.et al.: "Subtilisin-like proprotein convertase,PACE4 and PC8,as well as furin,are endogenous proalbumin convertases in HepG2 cells."J.Biochem.. 125. 627-633 (1999)
• [文献書誌] Tsuji,A.et al.: "Human Substilisin-like Proprotein Convertase,PACE4(SPC4) Gene Expression is Highly Regulated through E-Box Elements in HepG2 and GH4C1 Cells."J.Biochem.. 126. 494-502 (1999)
• [文献書誌] Tsuji,A.et al.: "Inactivation of Proprotein Convertase,PACE4 by α1-Antitrypsin Portlan(α1-PDX),a Blocker of Proteolytic Activation of Bone Morphogenetic Protein during Embryogenesis."J.Biochem.. 126. 591-603 (1999)