ユビキチン/プロテアソーム系とαβクリスタリンの細胞内動態の関連について

2001 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 13771407
• 研究種目: 奨励研究(A)
• 研究機関: 愛知県心身障害者コロニー発達障害研究所
• 研究代表者: 伊東 秀記 愛知県心身障害者コロニー発達障害研究所, 生化学部, 研究員 (40311443)
• キーワード: クリスタリン / ストレス蛋白質 / リン酸化 / 封入体

研究概要

今年度は、細胞内のプロテアソーム活性を阻害し、細胞内で異常蛋白質が蓄積するような条件下で、低分子量ストレス蛋白質(HSP)であるαBクリスタリン(αB)およびHSP27がどのような挙動を示すのか、生化学的および細胞生物学的に検討した。プロテアソーム阻害剤であるMG-132をヒトグリオーマ細胞株であるU373MG細胞に作用させ、ウェスタンブロット法で解析したところ、可溶性画分および不溶性画分でのαBおよびHSP27の誘導が観察された。特に不溶性画分での増加が顕著であり、両蛋白質の不溶性への移行も同時に起こっていた。蛍光抗体法によりαBおよびHSP27の細胞内局在を調べたところ、両蛋白質は、通常の細胞では、主に細胞質に存在していたが、MG-132を作用させた細胞では、核近傍の一点に集積していた。この構造物は、中間径フィラメントであるビメンチンに囲まれ、ユビキチン、20Sプロテアソームも局在していた。さらに、微小管重合阻害薬であるノコダゾールによってその形成は抑制された。これらの現象から、MG-132処理で観察される核近傍の構造は、正常な構造をとることができない蛋白質をプロテアソーム阻害剤共存下に過剰発現させた時に形成されるアグリソームであることが分かった。一方、プロテアソーム阻害剤を作用させると、p38およびp44/42MAPキナーゼの活性化を介してHsp27およびαBのリン酸化が亢進していた。しかしながら、p38およびp44/42MAPキナーゼの阻害剤を加え、リン酸化を抑制しても、アグリソームの形成および低分子量HSPの蓄積に影響は見られなかった。以上のことから、プロテアソーム阻害剤によって、低分子量HSPの誘導、リン酸化、そしてアグリソームへの蓄積が起こったが、リン酸化とアグリソーム形成、アグリソームへの低分子量HSPの蓄積には直接関連の無いことが明らかとなった。

研究成果

• [文献書誌] Ito, H.: "Regulation of the levels of small heat-shock proteins during differentiation of C2C12 cells"Exp.Cell Res.. 266. 213-221 (2001)
• [文献書誌] Kozawa, O.: "Mechanism of prostaglandin D2-stimulated heat shock protein 27 induction in osteoblasts"Cell Signal. 13. 535-541 (2001)
• [文献書誌] Tanabe, K.: "Contrasting effects of midazolam on induction of heat shock protein 27 by vasopressin and heat in aortic smooth muscle cells"J.Cell.Biochem.. 84. 39-46 (2001)
• [文献書誌] Hotta, K.: "The loss of susceptibility to apoptosis in exudated tissue neutrophils is associated with their nuclear factor-kappaB activation"Eur.J.Pharmacol.. 433. 17-27 (2001)
• [文献書誌] Inaguma, Y.: "αB-crystal1in phosphorylated at Ser-59 is localized in centrosomes and midbodies during mitosis"Eur.J.Cell Biol.. 80. 741-748 (2001)
• [文献書誌] Ito, H.: "Inhibition of proteasomes induces accumulation, phosphorylation and recruitment of HSP27 and αB-crystallin to aggresomes"J.Biochem.. (印刷中).