pVHLリガーゼによる環境応答

2003 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 12146202
• 研究機関: 大阪市立大学
• 研究代表者: 岩井 一宏 大阪市立大学, 大学院・医学研究科, 教授 (60252459)
• キーワード: ストレス / 環境 / ユビキチン修飾 / VHL / 選択的蛋白分解

研究概要

von Hippel-Lindau(VHL)病の原因遺伝子として同定されたVHLは80%以上の腎細胞癌においても欠損しているがん抑制性遺伝子である。その産物であるpVHLはelongin B、elongin C(VBC複合体)との結合を介してCul2と結合してpVHLリガーゼ複合体を形成しており、pVHLはその基質認識サブユニットとして機能する。ユビキチンリガーゼ(E3)はE2と基質の両者に結合し、E2を活性化してE2から基質へのユビキチン転移を促進する。pVHLリガーゼはRINGフィンガー蛋白質であるRbx1と複合体を形成しており、Rbx1がE2との結合を担うと考えられている。しかしながら、基質結合の有無がE3活性に与えるのかどうかなど、pVHLリガーゼの活性制御機構については未だ不明な点が多い。そこで本年度はpVHLリガーゼの活性制御メカニズムにおけるRbx1の役割について検討を加えた。その結果、Rbx1はVBC複合体とCul2との結合を安定化させる機能を有していること、さらにRbx1はCul2との結合によりVBC複合体が安定化させることを明らかにし、Rbx1はこれまでに報告されていた2つの機能(E2との結合・Cul2のNEDD8化の促進)以外にもpVHLリガーゼの活性制御に重要な機能を有していることが明らかになった(PNAS投稿中)。
pVHLリガーゼは低酸素応答性転写因子であるHIFのαサブユニット(HIF-α)を特定のプロリン残基の酸素依存性ヒドロキシル化依存的にユビキチン化するE3であるが、VHL病におけるVHL変異と腫瘍発生の相関のデータは、HIF-α以外の基質の存在が示唆している。そこで昨年度に引き続き、さらなるpVHLリガーゼの基質の検索を進めたところ、HIF-αのプロリンヒドロキシラーゼであるEGLN1,2,3が、pVHLと選択的に結合することが明らかとなった。そこで現在、EGLN1-3がpVHLリガーゼのユビキチン化の基質であるのか、また、pVHLリガーゼと複合体を形成し、プロリンヒドロキシル化とユビキチン化を担う複合体であるかの検索を進めている。

研究成果

• [文献書誌] Yamanaka, K., et al.: "Identification of the ubiquitin-protein ligase that recognizes oxidized IRP2"Nature Cell Biology. 5. 336-340 (2003)
• [文献書誌] Ishida, D., et al.: "Myeloproliferative stem cell disorders by deregulated Rap1 activation in SPA-1-deficient mice."Cancer Cell. 4. 55-65 (2003)
• [文献書誌] Iwai K: "An ubiquitin ligase recognizing a protein oxidized by iron : implications for the turnover of oxidatively damaged proteins"J.Biochem.. 134. 175-182 (2003)
• [文献書誌] Yoshida, Y., et al.: "Fbs2 is a new member of the E3 ubiquitin ligase family that recognizes sugar chains."J Biol Chem.. 278. 43877-43884 (2003)
• [文献書誌] Meyron-Holtz EG, et al.: "Genetic ablations of iron regulatory proteins 1 and 2 reveal why iron regulatory protein 2 dominates iron homeostasis"EMBO J.. 23. 386-395 (2004)
• [文献書誌] Mizushima, T et al.: "Structural basis of sugar-recognizing ubiquitin ligase"Nature Structural & Molecular Biology. (In press). (2004)