皮膚表皮細胞内の架橋化反応を制御するカルシウム依存性機能蛋白質に関する研究

2003 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 14560063
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 人見 清隆 名古屋大学, 大学院・生命農学研究科, 助教授 (00202276)
• キーワード: 皮膚表皮 / タンパク質架橋化 / カルシウム / トランスグルタミナーゼ / 真正粘菌

研究概要

皮膚表皮では、深層の未分化な基底細胞が表層に向かって分化を行う過程で、細胞内で様々な変化が生じる。即ち、外部からの物理化学的な刺激に対応するため、cornified envelopという細胞内構造蛋白質が架橋重合された分子群が分化に伴い生成し、細胞膜を裏打ちして強固にする。このため蛋白質架橋化反応は、表皮の成熟に必須であり、この反応はトランスグルタミナーゼ(TGase)というカルシウム依存性の酵素が担っている。
本研究では、表皮に特異的に存在するTGase (TGase 3)の活性化機構、基質や相互作用因子としてのカルシウム結合蛋白質を対象に、表皮細胞およびモデル生物としての真正粘菌を用いて解析した。
TGase 3については、組換えタンパク質を用いてこれまでに生化学的な性質を明らかにしたが、本研究では特異的な認識をするモノクローナル抗体を作成して、表皮細胞分化に伴う発現分布、分化した表皮細胞での細胞内局在(細胞質に分布)を明らかにした。TGase 3が限定分解されて初めて活性化されるため、限定分解断片に特異的に結合する抗体を作成して、活性化したTGase 3のみを検出するシステムを確立した。
一方で、表層でのタンパク質架橋化反応の役割を検討するモデル生物として、真正粘菌を対象とした。特に表層での傷害修復におけるTGase (PpTGase)の働きに着日した。この酵素は、我々により遺伝子クローニングを初めて行ない、哺乳類のTGaseと極めて構造が類似していることを明らかにしている。基質となる、カルシウム結合タンパク質(CBP40)の組換えタンパク質を用いた解析で、二量体、多量体の形成を確認した。また、反応部位となる領域についても解析を行った。

研究成果

• [文献書誌] Wada F.et al.: "Identification of mammalian-type transglutaminase in Physarum polycephalum"European Journal of Biochemistry. 269. 3451-3460 (2002)
• [文献書誌] Hitomi K.et al.: "Characterization of recombinant transglutaminases 1 and 3 expressed in baculovirus system"Animal Cell Technology. 12. 167-172 (2002)
• [文献書誌] Hitomi K.et al.: "Analysis of epidermal-type transglutaminase in human stratified epithelia and cultured keratinocytes using monospecific antibodies"Journal of Dermatological Science. 32. 95-103 (2003)
• [文献書誌] Hitomi K.et al.: "Immunological detection of proteolytically activated epidermal-type transglutaminase (TGase 3) using cleavage site specific antibody"Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry. 67. 2492-2494 (2003)
• [文献書誌] Hitomi K.: "Molecular Evolution of Transglutaminase : from bacteria to animal"Recent Research Developments in Biophysics and Biochemistry. 3. 223-234 (2003)
• [文献書誌] 人見清隆, 和田文孝: "トランスグルタミナーゼの分子進化と多様性"化学と生物. 41. 782-784 (2003)