蛋白相互作用によるCICクロライドチャネルの調節機構

2002 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 13670035
• 研究機関: 秋田大学
• 研究代表者: 古川 哲史 秋田大学, 医学部, 助教授 (80251552)
• キーワード: クロライドチャネル / 蛋白間相互作用 / 酵母2ハイブリッド法 / 細胞周期 / サイクリン依存性キナーゼ / ユビキチン / CFTR / PDZドメイン

研究概要

本年度は2種類のクロライドチャネル(ClC-2・ClC-3B)の蛋白相互作用による調節機構を検討した。
(1)Western blotおよび免疫細胞染色の結果、ClC-2チャネル蛋白は細胞周期M期の分裂細胞に限局して発現し、細胞分裂後速やかに消失することが判明した。ClC-2はそのカルボキシ末端にPEST配列を複数有しており、PEST配列はユビキチン化を介して蛋白の短寿命に関わることが報告されている。事実、ClC-2チャネルはM期後半に限局してユビキチン化され20S-プロテアゾームシステムにより分解されることが判明した。ClC-2はM期特異的サイクリン依存性キナーゼ(p34^<cdc2>/cyclin B)により632番目のSer残基がリン酸化されるが、ClC-2チャネルのユビキチン化はp34^<cdc2>/cyclin Bによるリン酸化がトリガーとなる。このリン酸化・脱リン酸化はp34^<cdc2>/cyclin Bおよびprotein phosphatase 1とClC-2チャネルの蛋白-蛋白結合により調節されると考えられる。
(2)ClC-3Bは上皮細胞に特異的に発現し、その微絨毛先端に局在し、上皮特異的細胞骨格蛋白EBP50の蛋白相互作用に重要なモチーフPDZドメインを介して嚢胞性線維症の原因蛋白CFTRとカップリングする。CFTRは更にezrinと呼ばれる蛋白と結合することによりprotein kinase Aとカップリングした。この一連の蛋白相互作用によりClC-3BはCFTR・protein kinase A依存性に活性化され、上皮細胞におけるイオン輸送に重要な働きをすることが示唆された。

研究成果

• [文献書誌] Furukawa, T., Ogura, T., Zheng, Y.-J.Tsuchiya, H., Nakaya, H., Katayama, Y., Inagaki, N.: "Phosphorylation and functional regulation of ClC-2 chloride channels expressed in Xenopus oocytes by M cyclin-dependent protein kinase"Journal of Physiology (London). 540・3. 883-893 (2002)
• [文献書誌] Ogura, T., Furukawa, T., Toyozaki, T., Yamada, K., Zheng, Y.-J., Katayama, Y., Nakaya, H., Inagaki, N.: "ClC-3B, a novel ClC-3 splicing variant that interacts with EBP50 and facilitates expression of CFTR-regulated ORCC"The FASEB Journal. 16・8. 863-865 (2002)
• [文献書誌] Zheng, Y.-J., Furukawa, T., Ogura, T., Tajimi, K., Inagaki, N.: "M phase-specific expression and phosphorylation-dependent ubiquitination of the ClC-2 channel"The Journal of Biological Chemistry. 277・35. 32268-32273 (2002)
• [文献書誌] Hiramatsu, M., Furukawa, T., Sawanobori, T., Hiraoka, M.: "Ion channel remodeling in cardiac hypertrophy is prevented by blood pressure reduction without affecting heart weight increase in rats with abdominal aortic banding"Journal of Cardiovascular Pharmacology. 39・6. 866-874 (2002)
• [文献書誌] Zheng, Y.-J., Furukawa, T., Tajimi, K., Inagaki, N.: "Cl^-channel blockers inhibit transition of quiescent (G_0) fibroblasts into the cell cycle"Journal of Cellular Physiology. 194・3. 376-383 (2003)