精子プロテアソームによる基質タンパク質の分解機構と運動調節機構

1999 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 11144201
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 稲葉 一男 東北大学, 大学院・理学研究科, 助教授 (80221779)
• キーワード: プロテアソーム / ダイニン / 精子 / タンパク質リン酸化 / ユビキチン / ユビキチン様タンパク質 / 微小管 / cAMP依存性プロテインキナーゼ

研究概要

精子運動調節におけるプロテアソームの機能を解明するために、サケ科魚類を材料に用いて研究し、以下の知見を得た。
(1)プロテアソームが分解する基質タンパク質を同定するために、抗ユビキチン抗体を用いて精子鞭毛に存在するユビキチン化タンパク質を調べた。その結果、成熟精子鞭毛にはユビキチン化タンパク質は存在しないことがわかった。精子形成過程にある精巣のタンパク質を用いて調べたところ、精子形成細胞にはユビキチンタンパク質が明らかに存在することから、精子が完成する過程でユビキチンタンパク質の分解が起こることが示唆された。この過程でもプロテアソームが関与すると考えられる。
(2)ユビキチンと同様にプロテアソームと相互作用するタンパク質として、ユビキチン様タンパク質(Ubl)が知られている。そこで精子運動調節におけるプロテアソーム/Ublの機能を探る目的で、ニジマス精巣のsmall-ubiquitin-like protein(SUMO-1)cDNAのクローニングを行った。組換えタンパク質に対する抗体を用いることにより、精子鞭毛のSUMO-1化タンパク質をいくつか同定することに成功した。また、そのうちのいくつかは軸糸に強く結合していることが明らかになった。

研究成果

• [文献書誌] K.Yoshida et al.: "Purification and characterization of prolyl endopeptidase from the Pacific herring,Clupea pallasi and its role in the activation of spem motility"Development Growth & Differ. 41. 217-225 (1999)
• [文献書誌] H Izumi et al.: "Membrane Hyperpolarization by sperm-activating and -attracting factor(SAAF)increases cAMP level and activates sperm motility in the ascidianCiona intestinalis"Dev.Biol.. 213. 246-256 (1999)
• [文献書誌] H.Mohri et al.: "Characterization of outer arm dynein in sea anemone,Anthopleura midori"Cell Motil.Cytoskel. 44. 202-208 (1999)
• [文献書誌] K.Inaba et al.: "Tctex2-related outer arm dynein light chain is phosphorylated at activation of sperm motility"Biochem.Biophys.Res.Commun. 256. 177-183 (1999)
• [文献書誌] 稲葉一男: "タンパク質リン酸化による鞭毛・繊毛運動の制御"比較生理生化学. 16. 4-14 (1999)
• [文献書誌] M.Nomura et al.: "cAMP-and calmodulin-dependent phosphorylation of axonemal 21 kDa and 26 kDa proteins triggers the activation of sperm motility in the ascidians,Ciona intestinalis and C. savignyi"Develop.Growth.Differ. (in press). (2000)