細胞内シグナル伝達分子の単離とヒトがんにおける異常の解析

2004 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 12219214
• 研究機関: 広島大学
• 研究代表者: 菊池 章 広島大学, 大学院・医歯薬学総合研究科, 教授 (10204827)
• 研究分担者: 岸田 昭世 広島大学, 大学院・医歯薬学総合研究科, 助教授 (50274064) ; 山本 英樹 広島大学, 大学院・医歯薬学総合研究科, 助手 (20372691) ; 日野 真一郎 広島大学, 大学院・医歯薬学総合研究科, 助手 (00372699) ; 岸田 想子 広島大学, 医学部, 教務員 (40274089)
• キーワード: Wnt / β-カテニン / ユビキチン化 / SUMO化 / Tcf-4 / PIASy / PKA

研究概要

Wntシグナル伝達経路の異常においては、β-カテニンが安定化してTcfが活性化されることが知られている。これまでに、私共はAxinに種々の蛋白質が結合することにより、β-カテニンのリン酸化とユビキチン化が促進されβ-カテニンが分解することおよびTcfの活性にSUMO化が重要な役割を果すことを明らかにしてきた。今年度はβ-カテニンを介するシグナル伝達について次の点を明らかにした。
(1)PKAによるβ-カテニンの安定化の分子機構------Aキナーゼ(PKA)はプレセニリンと結合することにより、β-カテニンを分解することが報告されているが、PKAを活性化するとβ-カテニンは安定化した。さらに、PKAの活性化によりβ-カテニン依存性のTcf-4の転写活性化能が亢進した。Ser675をAlaに置換したβ-カテニンS675Aでは、PKA依存性の安定化とTcf-4の活性化が認められなかった。すなわち、PKAはβ-カテニンのSer675をリン酸化することにより、β-カテニンのユビキチン化を抑制し、β-カテニンを安定化すると考えられた。したがって、PKAの活性化はβ-カテニンを安定化させることにより、Wntシグナル伝達経路を活性化することが明らかになった。
(2)PIASyのSUMO化によるTcf-4の転写活性制御------私共はこれまでにTcf-4がSUMO化の基質であり、SUMO化のE3リガーゼであるPIASyがTcf-4のSUMO化を促進して、その転写活性を促進することを明らかにした。本年度はPIASy自身のSUMO化の生理的意義の解析を行った。まず、PIASyのSUMO化されるアミノ酸は35番目のリジン残基であることを同定した。SUMO化の起こらないPIASyの変異体(PIASyK35R)はTcf-4のSUMO化を促進せず、転写活性も亢進できなかった。野生型PIASyとPIASyK35RはそれぞれTcf-4と複合体を形成したが、その複合体の核内での局在は異なっていた。したがって、PIASyとTcf-4のSUMO化による翻訳後修飾はWntのシグナルの転写制御において重要であることが示唆された。

研究成果

• [雑誌論文] SUMO-1 modification of PIASy, an E3 ligase, is necessary for PIASy-dependent activation of Tcf-4. (2005)
  • 著者名/発表者名: Ihara, M.
  • 雑誌名: Mol.Cell.Biol. (in press)
• [雑誌論文] GSK-3 βregulates phosphorylation of CRMP-2 and neuronal polarity. (2005)
  • 著者名/発表者名: Yoshimura, T.
  • 雑誌名: Cell 120 ページ: 137-149
• [雑誌論文] Ubiquitin-interacting motifs of Epsin are involved in the regulation of insulin-dependent endocytosis. (2005)
  • 著者名/発表者名: Sugiyama, S.
  • 雑誌名: J.Biochem. (in press)
• [雑誌論文] Wnt-3a and Dvl induce neurite retraction by activating Rho-associated kinase. (2004)
  • 著者名/発表者名: Kishida, S.
  • 雑誌名: Mol.Cell.Biol. 24 ページ: 4487-45012
• [雑誌論文] Early embryonic death in mice lacking the β-catenin-binding protein Duplin. (2004)
  • 著者名/発表者名: Nishiyama, M.
  • 雑誌名: Mol.Cell.Biol. 24 ページ: 8386-8394
• [雑誌論文] Glycogen synthase kinase-3β is involved in the phosphorylation and suppression of androgen receptor activity. (2004)
  • 著者名/発表者名: Salas, T.R.
  • 雑誌名: J.Biol.Chem. 279 ページ: 19191-19200
• [雑誌論文] The receptor tyrosine kinase Ror2 associates with and is activate by casein kinase Iε. (2004)
  • 著者名/発表者名: Kani, S.
  • 雑誌名: J.Biol.Chem. 279 ページ: 50102-50109
• [雑誌論文] Galectin-3 is a novel binding partner of β-catenin. (2004)
  • 著者名/発表者名: Shimura, T.
  • 雑誌名: Cancer Res. 64 ページ: 6363-6367
• [雑誌論文] SUMO-1 modification of the synergy control motif of Ad4BP/SF-1 regulates synergistic transcription between Ad4BP/SF-1 and Sox9. (2004)
  • 著者名/発表者名: Komatsu, T.
  • 雑誌名: Mol.End. 18 ページ: 2451-2462
• [雑誌論文] XSENP1, a novel sumo-specific protease in Xenopus, inhibits normal head formation by down-regulation of Wnt/β-catenin signaling. (2004)
  • 著者名/発表者名: Yukita, A.
  • 雑誌名: Genes Cells 9 ページ: 732-726
• [雑誌論文] Sall1, a causative gene for Townes-Brocks syndrome, enhances the canonical Wnt signaling by localizing to heterochromatin. (2004)
  • 著者名/発表者名: Sato, A.
  • 雑誌名: Biochem.Biophys.Res.Commun. 319 ページ: 103-113
• [雑誌論文] Immunohistochemical analysis and mutational analyses of β-catenin, Axin family and APC genes in hepatocellular carcinomas. (2004)
  • 著者名/発表者名: Ishizaki, Y.
  • 雑誌名: Int.J.Oncol. 24 ページ: 1077-1083