神経変性疾患における封入体物質のユビキチン化に関わる因子の単離同定と解析

1999 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 11480232
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 中山 敬一 九州大学, 生体防御医学研究所, 教授 (80291508)
• 研究分担者: 畠山 鎮次 九州大学, 生体防御医学研究所, 助手 (70294973) ; 北川 雅敏 九州大学, 生体防御医学研究所, 助教授 (50294971) ; 中山 啓子 九州大学, 生体防御医学研究所, 助教授 (60294972) ; 小南 欽一郎 九州大学, 生体防御医学研究所, 助手 (80304830)
• キーワード: ユビキチン化 / 神経変性疾患 / 封入体 / 蛋白質分解 / Machado-Joseph病 / ポリグルタミン病

研究概要

神経変性疾患における封入体を構成している物質は、ほとんどがユビキチン化されていることが知られている。そこで私達はその物質のユビキチン化機構の詳細を調べるために、それらの物質に特異的にユビキチン化を起こす酵素の精製及び単離同定を試みた。まず培養細胞内で封入体形成を引き起こすことのできるポリグルタミン病をモデルシステムとして選び、ポリグルタミン病の中でわが国の研究者によって原因遺伝子が発見されたMJD1蛋白質を中心に解析を進めた。
MJD1を培養細胞内に発現させると強力にユビキチン化されることが明らかとなった。私達はその反応を組換えMJD1蛋白質をウサギ網状赤血球抽出液を適当な条件下で混合することによって、試験管内無細胞系で再現することに成功した。そこでこの無細胞系を用いて、ウサギ網状赤血球抽出液に含まれると推定されるユビキチン化酵素を精製することを試みた。数段階の精製後、ゲル濾過カラムを用いて分子量の推定を行ったところ、このユビキチン活性化は>1,000kDaの分画に回収された。この分画をMJD1アフィニティーカラムに通すと、分子量90〜100kDaの蛋白質が特異的にMJD1に結合することが明らかとなった。
さらに精製を進めているマイクロシークエンシングによってその部分アミノ酸配列を決定し、遺伝子をクローニングすることに成功した。現在この遺伝子産物の生物学的重要性並びに神経変性疾患における封入体形成への関与を検討してる。

研究成果

• [文献書誌] Shirane,M.: "Common pathway for the ubiquitination of lκBα,lκBβ,and lκBε mediated by the F-box protein FWD1"J. Biol. Chem.. 274. 28169-28174 (1999)
• [文献書誌] Kitagawa,M.: "An F-box protein,FWD1,mediates ubiquitin-dependent proteolysis of β-catenin"EMBO J.. 8. 2401-2410 (1999)
• [文献書誌] Hatakeyama,S,: "Ubiquitin-dependent degration of lκBα is mediated by a ubiquitin ligase Skp1/Cul1/F-box protein FWD1"Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 96. 3859-3863 (1999)
• [文献書誌] Lorick,K. L.: "RING fingers mediate ubiquitin-conjugating enzyme (E2)-depedent ubiquitination"Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 96. 11364-11369 (1999)
• [文献書誌] Miura,M.: "Structure and expression of the gene encoding mouse F-box protein,Fwd2"Genomics. 62. 50-58 (1999)
• [文献書誌] Hattori,K.: "Molecular dissection of the interactions among lκBα,FWD1,Skp1 required for ubiquitin-mediated proteolysis oflκBα"J. Biol. Chem.. 274. 29641-29647 (1999)