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2014 年度 実績報告書

プロテインキナーゼCDKL5の新規基質に着目したRett症候群の発症機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 14J07002
研究機関愛媛大学

研究代表者

片山 将一  愛媛大学, 連合農学研究科, 特別研究員(DC2)

研究期間 (年度) 2014-04-25 – 2016-03-31
キーワードProtein kinase / CDKL5 / Amphiphysin1 / 基質特異性
研究実績の概要

Cyclin-dependent kinase-like 5 (CDKL5)は主に脳に発現するSer/Thrプロテインキナーゼである。CDKL5遺伝子の変異によるCDKL5活性の消失は、Rett症候群を始めとした様々な精神発達遅延を伴う発達障害を引き起こすことが知られている。従って、CDKL5によってリン酸化される分子を探索することはRett症候群の発症メカニズムの全貌を明らかにするうえで大変重要な課題である。近年私たちの研究により、CDKL5によって効率よくリン酸化されるタンパク質としてAmphiphysin1(Amph1)が同定された。現在までに、Amph1ほどCDKL5によって効率よくリン酸化される基質は見つかっていないが、そのような基質タンパク質が存在する可能性も十分に考えられる。更なるCDKL5の基質タンパク質を探索するためにも、CDKL5の基質認識メカニズムについて明らかにすることは重要な課題である。そこで本研究では、Amph1をモデル基質としてCDKL5の基質認識メカニズムについて解析を行った。
CDKL5と似た構造を持つプロテインキナーゼであるDyrk1AやERK2とCDKL5の基質特異性を比較したところ、CDKL5はDyrk1AやERK2と比べて厳密な特異性を示した。CDKL5の認識配列について詳細な解析を行うために、Amph1の様々な点変異体を作製し実験を行ったところ、CDKL5の認識配列がR-P-X-S-Xであることが明らかになった。さらに、Amph1分子内のCDKL5によって認識されるために重要な領域を決定したところ、Amph1の315-386の領域内に存在するCLAP領域がCDKL5によってリン酸化されるために重要であると明らかになった。これらの研究成果は、CDKL5の新規ターゲット分子の探索を行うための有益な情報となると考えられる。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

平成26年度の研究成果をもとに複数回の学会発表および、論文投稿を行うことができているため。また、本年度の研究成果をもとに、CDKL5のRett症候群発症メカニズムの解明の研究に着手できているため。

今後の研究の推進方策

本年度はゼブラフィッシュのCDKL5を用いて、CDKL5-Amph1シグナルが生物種間で保存されているかの解析および、アンチセンスモルフォリノオリゴを使用した遺伝子ノックダウン実験によって、CDKL5の個体レベルにおける機能解析を行いたいと考えている。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2015 2014

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (3件)

  • [雑誌論文] Critical Determinants of Substrate Recognition by Cyclin-Dependent Kinase-like 5 (CDKL5)2015

    • 著者名/発表者名
      Syouichi Katayama, Noriyuki Sueyoshi and Isamu Kameshita
    • 雑誌名

      Biochemistry

      巻: in press ページ: in press

    • DOI

      10.1021/bi501308k

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] TandeMBP: generation of a unique protein substrate for protein kinase assays2014

    • 著者名/発表者名
      Isamu Kameshita, Sho Yamashita, Syouichi Katayama, Yukako Senga and Noriyuki Sueyoshi
    • 雑誌名

      J. Biochem.

      巻: 156 ページ: 147-154

    • DOI

      10.1093/jb/mvu025

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] ゼブラフィッシュに存在する二種のCyclin-dependent kinase-like 5 (CDKL5)の スプライスバリアントの比較解析2014

    • 著者名/発表者名
      片山 将一、千賀 由佳子、大井 愛海、三木 洋祐、杉山 康憲、末吉 紀行、亀下 勇
    • 学会等名
      第37回 日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      神奈川県、パシフィコ横浜
    • 年月日
      2014-11-25 – 2014-11-27
  • [学会発表] Exploration of an endogenous substrate for cyclin-dependent kinase-like 5 (CDKL5)2014

    • 著者名/発表者名
      Syouichi Katayama, Noriyuki Sueyoshi, Isamu Kameshita
    • 学会等名
      15th IUBMB-24 th FAOBMB
    • 発表場所
      台湾、台北
    • 年月日
      2014-10-21 – 2014-10-26
  • [学会発表] Cyclin-dependent kinase-like 5 (CDKL5)の新規内在性基質の探索と基質認識メカニズム2014

    • 著者名/発表者名
      片山 将一、末吉 紀行、亀下 勇
    • 学会等名
      第54回 生命科学夏の学校
    • 発表場所
      滋賀県高島市白浜荘
    • 年月日
      2014-08-28 – 2014-08-31

URL: 

公開日: 2016-06-01  

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