神経細胞におけるCDK5活性化サブユニットp35の選択的分解機構の解析

1999 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 11144235
• 研究機関: 東京都立大学
• 研究代表者: 久永 眞市 東京都立大学, 理学研究科, 教授 (20181092)
• 研究分担者: 斎藤 太郎 東京都立大学, 理学研究科, 助手 (70301413)
• キーワード: CDK5 / サイクリン / p35 / カルパイン / プロテアソーム / 神経細胞 / 細胞死

研究概要

CDK5は神経細胞で発現する特異なサイクリン依存性キナーゼである。増殖細胞におけるCDK_Sの活性は活性化サブユニットサイクリンの合成・分解によって制御されている。CDK5も活性化サブユニットであるp35との結合により活性化されるが、その分解機構については全く判っていない。我々はラット脳初代培養神経細胞を用いて、p35がターンオーバーの早い蛋白であり、その分解はプロテアソームによること、分解とともにCDK5活性も減少することを明らかにした。さらに、in vitroの分解系を作成し、p35のリン酸化が分解の引き金になっていることを示した。また、CDK5の精製過程でp35はp25へと限定分解されることが判っていたが、この分解に関わるプロテアーゼも未同定であった。ラット脳抽出液にCa^<2+>を加えると、p35からp25への限定分解が起こり、その分解はカルパイン阻害剤により制御された。培養神経細胞でも同様の結果が得られ、また、精製カルパインによりp35がp25で分解されることなどから、p35の限定分解にはカルパインが関与することが示された。P35と結合したCDK5は細胞骨格または膜分画と結合していたが、p25への限定分解で可溶性分画に遊離されてきた。この限定分解は神経細胞死誘導時に観察された。神経細胞死が誘導された時に見られる限定分解はCDK5の細胞内局在を変化させ、神経細胞の生存に好ましくない蛋白をリン酸化し、細胞死を促進させるのではないかと考えられた。

研究成果

• [文献書誌] Kusakawa, G. , et al.: "Calpain-dependent proteolytic cleavage of the p35 CDK5 activtor to p25"J. Biol. Chem.. (in press). (2000)
• [文献書誌] Kitazawa, H. , et al.: "Ser787 in the proline-rich region of human MAP4 is a critical phosphorylation site that reduces the microtubule polymerization activity"Cell Struct. Funct.. (in press). (2000)
• [文献書誌] Tokuoka, H. , et al.: "BDNF-induces phosphorylation of Neurofilament-H subunit in primary culture of rat cortical neurons"J. Cell Sci. ,. 113. 1059-1068 (2000)
• [文献書誌] Srsen, V. , et al.: "Serum-dependent phosphorylation of human MAP4 at Ser696 in cultured mammalian cell"Cell Struct. Funct.. 24. 321-327 (1999)
• [文献書誌] Uchida, a, et al.: "Neurofilament of aged rats : the strungthened interneurofilament interaction and reduced amount of NF-M"J. Neurosic. Res.. 58. 337-348 (1999)
• [文献書誌] 久永真市: "CDK5 : 分裂しない神経細胞で機能するCDK"実験医学. 18(in press). (2000)