シグナル伝達を調節するSCFリガーゼ

2001 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 12146204
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 畠山 鎮次 九州大学, 生体防御医学研究所, 助教授 (70294973)
• キーワード: ユビキチン / ユビキチンリガーゼ / SCF / NF-κB / カテニン / p27 / Skp2 / U-ボックス

研究概要

現在まで蛋白分解機構が報告されているが、特に、酵母におけるユビキチン依存性プロテアソーム介在性蛋白分解に関する研究により、Skp1、Cul-1、F-box蛋白複合体(SCF複合体)と言われるユビキチン化を実行する酵素複合体は、細胞周期をはじめ、さまざまな細胞機能に関与する分子の発現調節(分解調節)を行っていることが明らかになった。
SCFとはSkp1、Cul1、F-ボックス蛋白(基質認識受容体)からなるユビキチンリガーゼ(E3)複合体である。我々は、酵母におけるアナロジーを利用して、マウスにおけるSkp1、Cul-1及び複数のFボツクス蛋白を同定した。特に、我々がFWD1/β-TrCP(1つのFboxと7つのWD40リピートを有する)として同定したF-box蛋白は、免疫学上重要であるNF-κBの抑制分子であるIκBαと、細胞接着もしくは癌の分野で注目されるβ-cateninのユビキチン化、及び分解に関与していることを明らかにした。
またSkp2というFボックス蛋白を同定し、Skp2の標的分子として、サイクリンEとp27を生化学的及び遺伝学的手法により見い出した。さらに、実際にサイクリンEとp27のユビキチンリガーゼであるかを確証するために、Skp2ノックアウトマウスを作製し、Skp2ノックアウトマウスは野生型マウスと比較して、体重が少なく、全体的に成長が遅い以外、肉眼レベルでは異常は認められなかったが、その線維芽細胞や肝臓細胞においてサイクリンEとp27の蓄積が認められ、これらの細胞において染色体多倍数性や中心体過剰複製などの細胞レベルでの異常所見を認めた。
また、最近、HECT型E3、RING型E3と並んでU-ボックス型E3の存在を発見し、その酵素学的解析を発表し、神経変性疾患などの異常蛋白蓄積症に関与するE3の存在を示唆した。

研究成果

• [文献書誌] Kamizono, S. et al.: "The SOCS box of SOCS-1 accelerates ubiquitin-dependent proteolysis of TEL-JAK2"J. Biol. Chem.. 276. 12530-12538 (2001)
• [文献書誌] Ageta, H. et al.: "Regulation of the level of Vesl-1S/Homer-la proteins by ubiquitin proteasome proteolytic system"J. Biol. Chem.. 276. 15893-15897 (2001)
• [文献書誌] Hatakeyama, S. et al.: "U Box proteins as a new family of ubiquitin-protein ligases"J. Biol. Chem.. 276. 33111-33120 (2001)
• [文献書誌] Xiang, Z. et al.: "Essential role of the Pro-survival bcl-2 homolog Al in mast cell survival following allergic activation"J. Exp. Med.. 194. 1561-1569 (2001)
• [文献書誌] Hara, T. et al.: "Degradation of p27^<KiP1> at the G0-G1 transition mediated by a Skp2-independent ubiquitination pathway"J. Biol. Chem.. 276. 48937-48943 (2001)
• [文献書誌] Murillas, R et al.: "Identification of developmentally expressed proteins that functionally interact with Nedd4 ubiquitin ligase"J. Biol. Chem.. 277. 2897-2907 (2002)