細胞増殖・分化及び細胞周期を制御するシグナル伝達の分子機構

2000 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 12219208
• 研究種目: 特定領域研究(C)
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 西田 栄介 京都大学, 生命科学研究科, 教授 (60143369)
• キーワード: MAPキナーゼ / ドッキング相互作用 / Plk1 / 細胞周期 / サイクリンB1 / 核内移行

研究概要

細胞増殖及び細胞がん化の制御において重要な役割を果たしているMAPキナーゼカスケードにおける特異性の調節を解明する目的で、MAPキナーゼ分子のドッキング相互作用を解析した。その結果、MAPキナーゼ分子の活性中心部位と離れた位置に、MAPキナーゼ活性化因子MAPKK、MAPキナーゼ不活性化因子MAPキナーゼホスファターゼMKP並びにMAPキナーゼの基質MAPKAPKの三者全てに対して共通の結合部位(ドッキング相互作用部位)が存在することを明らかにし、その部位をCD(common docking)ドメインと名付けた。さらに、CDドメイン近傍にED部位と名付けた領域が存在し、CDとEDを含む溝(groove)状の領域がMAPキナーゼの他の分子との相互作用の特異性決定の制御にとって重要であることを示した。
細胞分裂期の開始のマスター制御因子であるMPF(cdc2/サイクリンB1複合体)の細胞分裂期前期における核移行は細胞分裂の協調的進行にとって重要な事象である。我々は、サイクリンB1のもっている核外移行シグナル(nuclear export signal,NES)によってG2期でのサイクリンB1、すなわちMPF、の細胞質局在が規定されていることを既に明らかにしていた。今回、このNESをリン酸化して不活性化するキナーゼを精製することに成功し、Polo-like kinase 1(Plk1)であることを明らかにした。Plk1はG2期からM期にかけて存在量が増大し、比活性も増大する。この活性化されたPlk1がサイクリンB1のNES配列中のSer147をリン酸化し、NESを不活性化し、サイクリンB1(MPF)の核内移行を引き起こす、という分子機構が解明された。

研究成果

• [文献書誌] Toyoshima-Morimoto,F. et al.: "Polo-like kinase 1 phosphorylates cyclin B1 and targets it to the nucleus during prophase"Nature. (in press). (2001)
• [文献書誌] Harada,T. et al.: "ERK induces p35, the neuron-specific activator of cdk5 essential for neurite outgrowth, through the induction of Egr 1"Nature Cell Biol.. (in press). (2001)
• [文献書誌] Tanoue,T. et al.: "Identification of a docking groove on ERK and p38 MAP kinases that regulates the specificity of docking interactions"EMBO J.. 20巻. 466-479 (2001)
• [文献書誌] Hanafuse,H. et al.: "The TGF-b family member derriere is involved in regulation of the establishment of left-right asymmetry"EMBO Reports. 1巻. 32-39 (2000)
• [文献書誌] Akashi,M.and Nishida,E.: "Involvement of the MAP kinase cascade in resetting of the mammalian circadian clock"Genes Dev.. 14巻. 645-649 (2000)
• [文献書誌] Tanoue,T. et al.: "A conserved docking motif in MAP kinases common to substrates, activators and regulators"Nature Cell Biol.. 2巻. 110-116 (2000)