SH3ドメインをもつアダプター蛋白質の活性化と高次構造変化メカニズム

2000 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 12034216
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 住本 英樹 九州大学, 生体防御医学研究所, 教授 (30179303)
• キーワード: NADPHオキシダーゼ / シトクロムb_<558> / 蛋白質間相互作用 / SH3ドメイン / p47^<phox> / p67^<phox> / p40^<phox> / Bem1p・NOX4

研究概要

食細胞NADPHオキシダーゼの酵素本体は、細胞膜のシトクロムb_<558>(b_<558>)である。本酵素の活性化には、特異的アダプター蛋白質(p47^<phox>,p67^<phox>とp40^<phox>:各々SH3ドメインをもつ)が刺激依存性に細胞質から細胞膜に移行してb_<558>(gp91^<phox>とp22^<phox>の両サブユニットから成る)と相互作用する必要がある。
平成12年度は以下のような成果を得た。
(1)b_<558>と細胞質因子の相互作用は、p47^<phox>SH3ドメインとp22^<phox>の細胞質領域との結合に依存するが、p47^<phox>C末領域の3つのセリン残基(Ser-303,304,328)のリン酸化が、SH3ドメインのunmasking、p22^<phox>との結合、及びオキシダーゼ活性化能誘導に必要であることを示し、更にアラキドン酸がリン酸化と協同的に働いてp47^<phox>の構造変化を引起こしオキシダーゼを活性化することを明らかにした。
(2)p40^<phox>は休止時細胞でp67^<phox>と会合しているが、これは新規なドメイン間(それぞれPCモチーフとPB1ドメイン)の新しいタイプの蛋白質間相互作用によるものであること、この結合がオキシダーゼ活性化を正に制御していること等を示した。PB1ドメインは酵母のシグナル伝達蛋白質Bem1pにも存在し、その役割を明らかにすると共に、その3次構造決定に成功した。
(3)p47^<phox>のN末領域に新規ドメイン(PB2ドメイン)を見い出し、その3次構造決定すると共に、PB2ドメインがPIP結合ドメインであり、p47^<phox>の膜移行に必須であることを明らかにした。
(4)腎臓尿細管上皮細胞に高発現している新規gp91^<phox>ホモログ(NOX4と命名)を見い出し、そのcDNAクローニングに成功した。

研究成果

• [文献書誌] Takeya,R., et al.: "Interaction of the PDZ domain of Human PICK1 with Class I ADP-Ribosylation Factors."Biochemical and Biophysical Research Commucations. 267. 149-155 (2000)
• [文献書誌] Shiose,A.& Sumimoto,H.: "Arachidonic acid and phosphorylation synergistically induce a con formational change of p47^<phox> to activate the phagocyte NADPH Oxidase."The Journal of Biological Chemistry. 275. 13793-13801 (2000)
• [文献書誌] Tanaka,H., et al.: "A Novel Intracelluar Membrane-Bound Calcium-Independent Phospholopase A_2"Biochemical and Biophysical Research Commucations. 272. 320-326 (2000)
• [文献書誌] Shiose,A., et al.: "A Novel Superoxide-producingNAD(P)H Oxidase in Kidney"The Journal of Biological Chemistry. 276. 1417-1423 (2001)
• [文献書誌] Noda,Y., et al.: "Human hpmplogues of Caenorhabditis elegans cell polarity protein PRA6 as an adaptor that links the samll GTPases Rac and Cdc42 to atypical protein kinase C"Genes to Cells. 6. 107-119 (2001)
• [文献書誌] 住本英樹,伊藤隆司: "ドメイン構造からみた活性酸素生成のシグナリング"実験医学. 18. 2505-2511 (2000)
• [文献書誌] 栗林太,住本英樹: "基礎生化学実験法"東京化学同人. 245 (2000)
• [文献書誌] 住本英樹: "バイオサイエンスの新世紀・第5巻"共立出版. 196 (2000)