ユビキチンリガーゼによって制御されるタンパク群の機能解析

2005 年度 研究成果報告書概要

• 研究課題/領域番号: 16370084
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 細胞生物学
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 中山 啓子 東北大学, 大学院・医学系研究科, 教授 (60294972)
• 研究分担者: 石田 典子 東北大学, 大学院・医学系研究科, 助手 (10361073) ; 原 賢太郎 東北大学, 大学院・医学系研究科, COEフェロー (60400248)
• 研究期間 (年度): 2004 – 2005
• キーワード: ユビキチンリガーゼ / アフィニティークロマトグラフィー / ノックアウトマウス

研究概要

本研究では、遺伝子改変動物(ノックアウトマウス等)を用いて、遺伝子改変によって生ずるタンパク質の変化を網羅的に検索するシステムを構築し、ユビキチンリガーゼの生理的基質の同定を試みた。
まず、抗ユビキチン抗体を用いた精製法によるユビキチン化蛋白質の特異的精製を試みた。ユビキチンは細胞内で量的に多い蛋白質であり、そのほとんどが遊離の状態(基質に結合していない)で存在しているため、通常の抗体を用いたアフィニティークロマトグラフィーを行うと、主に遊離ユビキチンが回収される。そこで、われわれは抗ユビキチンモノクローナル抗体であるFK2が基質と共有結合したユビキチンを選択的に認識できることに着目し、FK2-カラムを用いたアフィニティークロマトグラフィーによるユビキチン化蛋白質の濃縮を行った。
一方、ユビキチンリガーゼノックアウトマウスより抽出されたタンパク質を野生型と比較するために、まず適切な組織の選択が必要であり、当該ユビキチンリガーゼの機能している臓器を推定するためにin situ hybridization法を適応、また適当な組織について適切なタンパク質の抽出法の検討を行った。
そのような基礎検討をふまえ、Fbw7ノックアウトマウス胎仔線維芽細胞より細胞抽出液を調製し、抗ユビキチンモノクローナル抗体であるFK2を用いたFK2-カラムによるアフィニティークロマトグラフィーを行い、ユビキチン化蛋白質の濃縮を行った。

研究成果

• [雑誌論文] Two E3 ubiquitin ligases, SCF-Skp2 and DDB1-Cul4, target human Cdt1 for proteolysis. (2006)
  • 著者名/発表者名: Nishitani, H. et al.
  • 雑誌名: EMBO J. 25・5 ページ: 1126-36
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] PKCdelta is necessary for Smad3 expression and transforming growth factorbeta-induced fibronectin synthesis in vascular smooth muscle cells. (2006)
  • 著者名/発表者名: Ryer, E.J.et al.
  • 雑誌名: Arterioscler. Thromb. Vasc. Biol. 26・4 ページ: 780-6
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Identification of novel E2F1 target genes regulated in cell cycle-dependent and independent manners. (2006)
  • 著者名/発表者名: Iwanaga, R.
  • 雑誌名: Oncogene 25・12 ページ: 1786-98
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] PKCdelta is necessary for Smad3 expression and transforming growth factorbeta-induced fibronectin synthesis in vascular smooth muscle cells. (2006)
  • 著者名/発表者名: Ryer, E.J., Hom, R.P., Sakakibara, K., Nakayama, K.I., Nakayama, K., Faries, P.L., Liu, B., Kent, K.C.
  • 雑誌名: Arterioscler.Thromb.Vase.Biol. 26 ページ: 780-786
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Identification of novel E2F1 target genes regulated in cell cycle-dependent and independent manners. (2006)
  • 著者名/発表者名: Iwanaga, R., Komori, H., Ishida, S., Okamura, N., Nakayama, K., Nakayama, K.I., Ohtani, K.
  • 雑誌名: Oncogene 25 ページ: 1786-1798
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Two E3 ubiquitin ligases, SCF-Skp2 and DDB1-Cul4, target human Cdt1 for proteolysis. (2006)
  • 著者名/発表者名: Nishitani, H., Sugimoto, N., Roukos, V., Nakanishi, Y., Saijo, M., Obuse, C., Tsurimoto, T., Nakayama, K.I., Nakayama, K., Fujita, M., Lygerou, Z., Nishimoto, T.
  • 雑誌名: EMBO J. 25 ページ: 1126-1136
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Mammalian E4 is required for cardiac development and maintenance of the nervous system. (2005)
  • 著者名/発表者名: Kaneko-Oshikawa, C. et al.
  • 雑誌名: Mol. Cell. Biol. 25・24 ページ: 10953-64
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Phosphorylation of p27(KIP1) in the developing retina and retinoblastoma. (2005)
  • 著者名/発表者名: Kase, S. et al.
  • 雑誌名: Int. J. Mol. Med. 16・2 ページ: 257-62
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Suppression of cell migration by protein kinase Cdelta. (2005)
  • 著者名/発表者名: Jackson, D. et al.
  • 雑誌名: Oncogene 24・18 ページ: 3067-72
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Bcl-2-related protein A1 is an endogenous and cytokine-stimulated mediator of cytoprotection in hyperoxic acute lung injury. (2005)
  • 著者名/発表者名: He, C.H.et al.
  • 雑誌名: J. Clin. Invest. 115・4 ページ: 1039-48
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Ubiquitylation of RAG-2 by Skp2-SCF links destruction of the V(D)J recombinase to the cell cycle. (2005)
  • 著者名/発表者名: Jiang, H. et al.
  • 雑誌名: Mol. Cell 18・6 ページ: 699-709
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Molecular dissection of the interaction between p27 and KPC, the ubiquitinligase that regulates proteolysis of p27 in G1 phase. (2005)
  • 著者名/発表者名: Kotoshiba S. et al.
  • 雑誌名: J. Biol. Chem. 280・18 ページ: 17694-700
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Disappearance of p27(KIP1) and increase in proliferation of the lens cells after extraction of most of the fiber cells of the lens. (2005)
  • 著者名/発表者名: Kase, S. et al.
  • 雑誌名: Curr. Eye Res. 30・6 ページ: 437-42
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] p107 inhibits G1 to S phase progression by down-regulating expression of the F-box protein Skp2. (2005)
  • 著者名/発表者名: Rodier, G. et al.
  • 雑誌名: J. Cell Biol. 168・1 ページ: 55-66
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Role of serine 10 phosphorylation in p27 stabilization revealed by analysis of p27 knock-in mice harboring a serine 10 mutation. (2005)
  • 著者名/発表者名: Kotake, Y. et al.
  • 雑誌名: J. Biol. Chem. 280・2 ページ: 1095-102
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Mammalian E4 is required for cardiac development and maintenance of the nervous system. (2005)
  • 著者名/発表者名: Kaneko-Oshikawa, C., Nakagawa, T., Yamada, M., Yoshikawa, H., Matsumoto, M., Yada, M., Hatakeyama, S., Nakayama, K., Nakayama, K.I.
  • 雑誌名: Mol.Cell.Biol. 25 ページ: 10953-10964
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Phosphorylation of p27(KIP1) in the developing retina and retinoblastoma. (2005)
  • 著者名/発表者名: Kase, S., Nakayama, K.I., Nakayama, K., Ikeda, H., Harada, T., Harada, C., Ohgami, K., Shiratori, K., Ohno, S., Yoshida, K.
  • 雑誌名: Int.J.Mol.Med. 16 ページ: 257-262
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Disappearance of p27(KIP1) and increase in proliferation of the lens cells after extraction of most of the fiber cells of the lens. (2005)
  • 著者名/発表者名: Kase, S., Ikeda, H., Harada, T., Harada, C., Imaki, J., Ohgami, K., Shiratori, K., Nakayama, K.I., Nakayama, K., Ohno, S., Yoshida, K.
  • 雑誌名: Curr.Eye Res. 30 ページ: 437-442
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Ubiquitylation of RAG-2 by Skp2-SCF links destruction of the V(D)J recombinase to the cell cycle. (2005)
  • 著者名/発表者名: Jiang, H., Chang, F.-C., Ross, A.E., Lee, J., Nakayama, K.I., Nakayama, K., Desiderio, S.
  • 雑誌名: Mol.Cell 18 ページ: 699-709
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Molecular dissection of the interaction between p27 and KPC, the ubiquitinligase that regulates proteolysis of p27 in G1 phase. (2005)
  • 著者名/発表者名: Kotoshiba, S., Kamura, T., Hara, T., Ishida, N., Nakayama, K.I.
  • 雑誌名: J.Biol.Chem. 280 ページ: 17694-17700
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Bcl-2-related protein A1 is an endogenous and cytokine-stimulated mediator of cytoprotection in hyperoxic acute lung injury. (2005)
  • 著者名/発表者名: He, C.H., Waxman, A.B., Lee, C.G., Link, H., Rabach, M.E., Ma, B., Chen, Q., Zhu, Z., Zhong, M., Nakayama, K., Nakayama, K.I., Homer, R., Elias, J.A.
  • 雑誌名: J.Clin.Invest. 115 ページ: 1039-1048
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Suppression of cell migration by protein kinase Cdelta. (2005)
  • 著者名/発表者名: Jackson, D., Zheng, Y., Lyo, D., Shen, Y., Nakayama, K., Nakayama, K.I., Humphries, M.J., Reyland, M.E., Foster, D.A.
  • 雑誌名: Oncogene. 24 ページ: 3067-3072
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] p107 inhibits G1 to S phase progression by down-regulating expression of the F-box protein Skp2. (2005)
  • 著者名/発表者名: Rodier, G., Makris, C., Coulombe, P., Scime, A., Nakayama, K., Nakayama, K.I., Meloche, S.
  • 雑誌名: J.Cell Biol. 168 ページ: 55-66
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Role of serine 10 phosphorylation in p27 stabilization revealed by analysis of p27 knock-in mice harboring a serine 10 mutation. (2005)
  • 著者名/発表者名: Kotake, Y., Nakayama, K., Ishida, N., Nakayama, K.I.
  • 雑誌名: J.Biol.Chem. 280 ページ: 1095-1102
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Skp2-mediated degradation of p27 regulates progression into mitosis. (2004)
  • 著者名/発表者名: Nakayama, K. et al.
  • 雑誌名: Dev. Cell 6 ページ: 661-672
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Cytoplasmic ubiquitin ligase KPC regulates proteolysis of p27Kip1 at G1 phase. (2004)
  • 著者名/発表者名: Kamura, T. et al.
  • 雑誌名: Nature Cell Biol. 6 ページ: 1229-1235
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] The ISG15 isopeptidase UBP43 is regulated by proteolysis via the SCF(Skp2) ubiquitin ligase. (2004)
  • 著者名/発表者名: Tokarz, S.A. et al.
  • 雑誌名: J. Biol. Chem. 279 ページ: 46424-46430
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Early embryonic death in mice lacking the beta-catenin-binding protein Duplin. (2004)
  • 著者名/発表者名: Nishiyama, M. et al.
  • 雑誌名: Mol. Cell. Biol. 24 ページ: 8386-8394
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Distinct roles of c-Abl and Atm in oxidative stress response are mediated by protein kinase C delta. (2004)
  • 著者名/発表者名: Li, B.et al.
  • 雑誌名: Genes Dev. 18 ページ: 1824-1837
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Involvement of p27KIP1 in the proliferation of the developing corneal endothelium. (2004)
  • 著者名/発表者名: Yoshida, K. et al.
  • 雑誌名: Invest. Ophthalmol. Vis. Sci. 45 ページ: 2163-2167
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] The papillomavirus E7 oncoprotein is ubiquitinated by UbcH7 and Cullin 1- and Skp2-containing E3 ligase. (2004)
  • 著者名/発表者名: Oh, K.J.et al.
  • 雑誌名: J. Virol. 78 ページ: 5338-5346
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Involvement of p27(KIP1) in proliferation of the retinal pigment epithelium and ciliary body. (2004)
  • 著者名/発表者名: Yoshida, K. et al.
  • 雑誌名: Anat. Embryol. 208 ページ: 145-150
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Distribution of p27(KIP1), cyclin D1, and proliferating cell nuclear antigen after retinal detachment. (2004)
  • 著者名/発表者名: Yoshida, K. et al.
  • 雑誌名: Graefes Arch. Clin. Exp. Ophthalmol. 242 ページ: 437-441
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Phosphorylation-dependent degradation of c-Myc is mediated by the F-box protein Fbw7. (2004)
  • 著者名/発表者名: Yada, M. et al.
  • 雑誌名: EMBO J. 23 ページ: 2116-2125
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Mouse Fbw7/Sel-10/Cdc4 is required for Notch degradation during vascular development. (2004)
  • 著者名/発表者名: Tsunematsu, R. et al.
  • 雑誌名: J. Biol. Chem. 279 ページ: 9417-9423
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Cytoplasmic ubiquitin ligase KPC regulates proteolysis of p27^<Kip1> at G1 phase. (2004)
  • 著者名/発表者名: Kamura, T., Hara, T., Matsumoto, M., Ishida, N., Okumura, F., Hatakeyama, S., Yoshida, M., Nakayama, K., Nakayama, K.I.
  • 雑誌名: Nat.Cell Biol. 6 ページ: 1229-1235
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] The ISG15 isopeptidase UBP43 is regulated by proteolysis via the SCFSkp2 ubiquitin ligase. (2004)
  • 著者名/発表者名: Tokarz, S., Berset, C., La Rue, J., Friedman, K., Nakayama, K.I., Nakayama, K., Zhang, D.E., Lanker, S.
  • 雑誌名: J.Biol Chem. 279 ページ: 46424-46430
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Early embryonic death in mice lacking the beta-catenin-binding protein Duplin. (2004)
  • 著者名/発表者名: Nishiyama, M., Nakayama, K., Tsunematsu, R., Tsukiyama, T., Kikuchi, A., Nakayama, K.I.
  • 雑誌名: Mol.Cell.Biol. 24 ページ: 8386-8394
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Distinct roles of c-Abl and Atm in oxidative stress response are mediated by protein kinase C delta. (2004)
  • 著者名/発表者名: Li, B., Wang, X., Rasheed, N., Hu, Y., Boast, S., Ishii, T., Nakayama, K., Nakayama, K.I., Goff, S.P.
  • 雑誌名: Genes Dev. 18 ページ: 1824-1837
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Involvement of p27KIP1 in the proliferation of the developing corneal endothelium. (2004)
  • 著者名/発表者名: Yoshida, K., Kase, S., Nakayama, K., Nagahama, H., Harada, T., Ikeda, H., Harada, C., Imaki, J., Ohgami, K., Shiratori, K., Ilieva, I.B., Ohno, S., Nishi, S., Nakayama, K.I.
  • 雑誌名: Invest.Ophthalmol.Vis.Sci. 45 ページ: 2163-2167
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Skp2-mediated degradation of p27 regulates into mitosis. (2004)
  • 著者名/発表者名: Nakayama, K., Nagahama, H., Minamishima, Y.A., Miyake, S., Ishida, N., Hatakeyama, S., Kitagawa, M., Iemura, S., Natsume, T., Nakayama, K.I.
  • 雑誌名: Dev.Cell 6 ページ: 661-672
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] The papillomavirus E7 oncoprotein is ubiquitinated by UbcH7 and Cullin 1- and Skp2-containin E3 ligase. (2004)
  • 著者名/発表者名: Oh, K.J., Kalinina, A., Wang, J., Nakayama, K., Nakayama, K.I., Bagchi, S.
  • 雑誌名: J.Virol. 78 ページ: 5338-5346
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Phosphorylation-dependent degradation of c-Myc is mediated by the F-box protein Fbw7. (2004)
  • 著者名/発表者名: Yada, M., Hatakeyama, S., Kamura, T., Nishiyama, M., Tsunematsu, R., Imaki, H., Ishida, N., Okumura, F, Nakayama, K., Nakayama, K.I.
  • 雑誌名: EMBO J. 23 ページ: 2116-2125
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Distribution of p27(KIP1), cyclin D1, and proliferating cell nuclear antigen after retinal detachment. (2004)
  • 著者名/発表者名: Yoshida, K., Kase, S., Nakayama, K., Nagahama, H., Harada, T., Ikeda, H., Harada, C., Imaki, J., Ohgami, K., Shiratori, K., Ohno, S., Nakayama, K.I.
  • 雑誌名: Graefes Arch.Clin.Exp.Ophthalmol 242 ページ: 437-441
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Involvement of p27(KIP1) in proliferation of the retinal pigment epithelium and ciliary body. (2004)
  • 著者名/発表者名: Yoshida, K., Nakayama, K., Kase, S., Nagahama, H., Harada, T., Ikeda, H., Harada, C., Imaki, J., Ohgami, K., Shiratori, K., Ohno, S., Nishi, S., Nakayama, K.I.
  • 雑誌名: Anat.Embryol 208 ページ: 145-150
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Mouse Fbw7/Sel-10/Cdc4 is required for Notch degradation during vascular development. (2004)
  • 著者名/発表者名: Tsunematsu, R., Nakayama, K., Oike, Y., Nishiyama, M., Ishida, N., Hatakeyama, S., Bessho, Y., Kageyama, R., Suda, T., Nakayama, K.I.
  • 雑誌名: J.Biol.Chem. 279 ページ: 9417-9423
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より