ホスファチジルイノシトール3キナーゼによる核への情報伝達

2001 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 12460039
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 福井 泰久 東京大学, 大学院・農学生命科学研究科, 教授 (00181248)
• 研究分担者: 伊原 さよ子 東京大学, 大学院・農学生命科学研究科, 教授 (80292788)
• キーワード: イノシトールリン脂質 / PHドメイン / GEF / PIP3 / Rac / ラッフリング / シグナル伝達 / 増殖因子

研究概要

ホスファチジルイノシトール3キナーゼ(PI3K)の役割を検討する目的で、その反応産物PIP3の結合タンパク質の性質、とくにSwap-70と呼ばれるタンパク質について詳しく検討した。Swap-70は当初、B細胞特異的レコンビナーゼとして同定されていたが、B細胞以外では主に細胞質に存在し、レコンビナーゼ以外の役割を果たしていると思われた。検討の結果、Swap-70は増殖因子刺激に伴ってラッフル膜に移行し、これに必要なGタンパク質Racを活性化することが判明した。In vitroの実験結果もSwap-70はRacを活性化するいわゆるグアニンヌクレオチド交換因子(GEF)であることを示唆していた。また、このGEF活性にはPIP3が必要で、Swap-70はPI3KからRacへのシグナルを仲介する因子であることがわかった。さらにSwap-70のノックアウトマウスから培養した腎細胞についてEGFによるラッフリングを調べた結果、その効率が有意に低下していることが認められ、Swap-70の生体内での重要性が示唆された。
Swap-70はGEF活性をもつDH領域とPIP3と結合するPH領域を有する。この両者は結合し、この結合によってGEF活性が低下し、PIP3によってこの結合が阻害されることから、PH領域はDH領域の活性を負に制御する領域であることが判明した。実際に、この結合ができない変異株やPH領域をもたない変異株ではGEF活性が恒常的に上昇し、この仮説が支持された。

研究成果

• [文献書誌] Kobayashi, S., et al.: "Membrane recruitment of DOCK180 by binding to PtdIns(3, 4, 5)P3"Biochem J.. 354. 73-78 (2001)
• [文献書誌] Higuchi, M., et al.: "Akt mediates Rac/Cdc42-regulated cell motility in growth factor-stimulated cells and knockout cells"Curr Biol. 11. 1958-1962 (2001)
• [文献書誌] Harada, Y., et al.: "Novel role of phosphatidylinositol 3-kinase in CD28-mediated costimulation"J. Biol. Chem.. 276. 9003-9008 (2001)
• [文献書誌] Shinohara, M., et al.: "SWAP-70 is a guanine nucleotide exchange factor that mediates signaling of membrane ruffling"Nature. (in press).