2000 年度実績報告書

蛋白質の寿命決定機構の解析-筋肉をモデルとして

研究課題

研究課題/領域番号	11660122
研究機関	東京大学
研究代表者	反町洋之東京大学, 大学院・農学生命科学研究科, 助教授 (10211327)
キーワード	カルパイン / カルパスタチン / 骨格筋 / カルシウム / 選択的スプライシング / タンパク質の寿命 / 自己消化 / 筋ジストロフィー
研究概要	細胞内に存在するタンパク質は、固有の寿命を持ち代謝回転をしている。その長さは数週間から数分というように、極めて多様性に富んでいる。このタンパク質の寿命は選択的なタンパク質分解によって決定されており、そのプロテアーゼの代表がカルパインである。情報伝達系の酵素を部分分解してこれらのモジュレーターとなる一方で、特定部位を切断してそのタンパク質を分解系へ引き入れるという形で、寿命の制御に関与する。哺乳類では、組織普遍的に発現するμ-,m-カルパインと、組織特異的に発現するカルパインの2種が存在する。この中で、骨格筋特異的カルパインであるp94は、その異常により筋細胞のタンパク質分解が正常に制御できなくなり、筋原繊維の萎縮につながる。このようなカルパインの挙動を手がかりとして、タンパク質の寿命決定機構を解析し、骨格筋をモデル系としたタンパク質寿命の分子機構を解析した。まず、強力な自己消化活性によりin vitroでの寿命が10分以下という、p94の寿命の制御機構について解析した結果、1)in vivoではコネクチンにより安定化されている、2)p94はドメイン構造をとるが、その中のIS1,IS2という領域がプロテアーゼドメインの活性化に関与しており、これらの領域の一方でも欠失すると分解が抑制される、3)筋肉には、alternative splicingにより、IS1やIS2が欠失した形のp94も発現しており、これらは従来のカルパインの阻害タンパク質であるカルパスタチンを良い基質とする、ことが判明した。このことは、骨格筋細胞内でのタンパク質ターンオーバーを考える上で、大変興味深い結果となった。

研究成果

(8件)

すべてその他

すべて文献書誌 (8件)

[文献書誌] Richard,Isabelle: "Loss of Calpain 3 Protcolytic Activity Leads to Muscular Dystrophy and to Apoptosis-associated I B /Nucl Perturbation in Mice."J.Cell Biol.. 151・7. 1-9 (2000)
[文献書誌] Tompa,Peter: "Domain III of Calpain Is a Ca2+-Regulated Phospholipid-Binding Domain."Biochem.Biophys.Res.Commun.. 280・5. 1333-1338 (2001)
[文献書誌] Kitagaki,Hiroshi: "Autolysis of calpain large subunit inducing irreversible dissociation of stoichimetric hetero"Biosci.Biotechnol.Biochem.. 64. 689-695 (2000)
[文献書誌] Masumoto,Hajime: "Crystallization and preliminary X-ray analysis of recombinant full-length human m-caplain."Acta Cryst.D. 56. 73-75 (2000)
[文献書誌] Strobl,Stephan: "The crystal structure of calcium-free human m-caplain suggests an electrostatic switch mechani calcium."Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A.. 97. 588-592 (2000)
[文献書誌] Sorimachi,Hiroyuki: "Limb-girdle muscular dystrophy with calpain 3(p94) gene mutations (calpainopathy)."Neurosci.News. 3. 20-27 (2000)
[文献書誌] Ono Yasuko: "CALCIUM : The Molecular Basis of Calcium Action in Biology and Medicine"WKAP (Netherlands), R.Pochet 編. 448 (2000)
[文献書誌] 小野弥子: "タンパク質分解-分子機構と細胞機能"シュプリンガー・フェアクラーク東京、鈴木絋一編. 236 (2000)

2000 年度 実績報告書

蛋白質の寿命決定機構の解析-筋肉をモデルとして

研究代表者

反町 洋之 東京大学, 大学院・農学生命科学研究科, 助教授 (10211327)

研究成果

[文献書誌] Richard,Isabelle: "Loss of Calpain 3 Protcolytic Activity Leads to Muscular Dystrophy and to Apoptosis-associated I B /Nucl Perturbation in Mice."J.Cell Biol.. 151・7. 1-9 (2000)

[文献書誌] Tompa,Peter: "Domain III of Calpain Is a Ca2+-Regulated Phospholipid-Binding Domain."Biochem.Biophys.Res.Commun.. 280・5. 1333-1338 (2001)

[文献書誌] Kitagaki,Hiroshi: "Autolysis of calpain large subunit inducing irreversible dissociation of stoichimetric hetero"Biosci.Biotechnol.Biochem.. 64. 689-695 (2000)

[文献書誌] Masumoto,Hajime: "Crystallization and preliminary X-ray analysis of recombinant full-length human m-caplain."Acta Cryst.D. 56. 73-75 (2000)

[文献書誌] Strobl,Stephan: "The crystal structure of calcium-free human m-caplain suggests an electrostatic switch mechani calcium."Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A.. 97. 588-592 (2000)

[文献書誌] Sorimachi,Hiroyuki: "Limb-girdle muscular dystrophy with calpain 3(p94) gene mutations (calpainopathy)."Neurosci.News. 3. 20-27 (2000)

[文献書誌] Ono Yasuko: "CALCIUM : The Molecular Basis of Calcium Action in Biology and Medicine"WKAP (Netherlands), R.Pochet 編. 448 (2000)

[文献書誌] 小野弥子: "タンパク質分解-分子機構と細胞機能"シュプリンガー・フェアクラーク東京、鈴木絋一 編. 236 (2000)

2000 年度実績報告書

反町洋之東京大学, 大学院・農学生命科学研究科, 助教授 (10211327)

[文献書誌] 小野弥子: "タンパク質分解-分子機構と細胞機能"シュプリンガー・フェアクラーク東京、鈴木絋一編. 236 (2000)