レプトマイシンを用いた蛋白質核外移行機構の解明と新規核外移行蛋白質の同定

1999 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 11460037
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 吉田 稔 東京大学, 大学院・農学生命科学研究科, 助教授 (80191617)
• キーワード: レプトマイシン / 染色体 / 分裂酵母 / 核外移行シグナル / 細胞周期 / CRM1 / Pap1 / 酸化ストレス

研究概要

細胞周期期進行を阻害し、分裂酵母の染色体構造異常を引き起こすレプトマイシンの分子作用機構を解析した。すでにその標的分子CRM1は真核生物において高度に保存され、蛋白質の核外輸送の必須因子であり、核外輸送シグナルNESと結合し、レプトマイシンはCRM1の核外輸送機能を特異的に阻害することを明らかにしていたが、本年度はレプトマイシンによるCRM1機能の阻害作用の詳細を検討した。まず、分裂酵母のLMB高度耐性変異株を取得し、その耐性変異が分裂酵母Crmlの中央保存領域のCys-529がSerへ置換したものであることを明らかにした。LMBとの結合実験からCys-529がLMBとの結合に必須であること、Cys-529とLMBとの結合は、LMBの不飽和ラクトンとSH基との付加反応であり、このようなLMBとの共有結合が起こる蛋白質はin vivoではCRM1のみであることを証明した。そこで核外移行の特異的阻害剤としてレプトマイシンを用いて様々な制御蛋白質が核外輸送を受ける可能性を検討し、分裂酵母のAP-1様転写因子PaplのC末端にNESが存在し、CRM1によって核外輸送されることによって機能が阻害されていることを明らかにした。さらに、このNESがある種の酸化ストレスに応答する新規のNESであり、このようなNESを介した酸化ストレス応答が酵母からヒトまで保存されていることを証明した。

研究成果

• [文献書誌] Kudo,N.,et al.: "Letomycin B inactivates CRM1/expoetin 1 by covalent modification at a cysteine residue in the central conserved region"Proc.Natl.Asad.Sci.USA. 96. 9112-9117 (1999)
• [文献書誌] Kudo,N.,et al.: "A novel nuclear export signal sensitive to oxidative stress in the fission yeast transcription factor Papl"J.Biol.Chem.. 274. 15151-15158 (1999)
• [文献書誌] Yoshida,M.,et al.: "Lwptomycin,an antifungal and antitumor Streptomyces metabolite,is a novel chemical probe for eukaryotic necleo-cytoplasmic transport"Actinomycetogica. 12. 120-128 (1999)
• [文献書誌] Kose,S.,et al.: "β-Subunit of nuclear pore-targeting complex (importin-β) can be exported from the nucleus in a Ran-independent manner"J.Biol.Chem.. 274. 3946-3952 (1999)
• [文献書誌] Yoshida,M.,et al.: "Trichostatin and leptomycin. Inhibitionof histone deacetylation and signal-dependent nuclear export"Ann.NY Acad.Sci.. 886. 23-36 (1999)
• [文献書誌] Yang,J.,et al.: "Maintenance of G2 arrest in the Xenopus oocyte : a role for 14-3-3-mediated inhibition of Cdc25 nuclear import"EMBOJ.. 18. 2174-2183 (1999)