| 研究課題/領域番号 |
17K07383
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| 研究機関 | 名古屋大学 |
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研究代表者 |
天野 睦紀 名古屋大学, 医学系研究科, 准教授 (90304170)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2021-03-31
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| キーワード | リン酸化 / プロテインキナーゼ / 基質 / 細胞内情報伝達 |
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| 研究実績の概要 |
本研究課題では、プロテインキナーゼの基質認識機構、活性調節機構の解析を行い、またその生理機能や疾患との関わりを明らかにすることを目指している。本年度の研究成果は下記の通りである。
1) 独自に開発した基質スクリーニング法 (KISS法) を用いて得られた15種のキナーゼの基質候補アミノ酸配列情報から、共同研究者と共に、主に天然変性領域に注目して情報科学的手法によりその特徴の抽出を試みた。その結果、キナーゼの種類によらず、基質の長い天然変性領域が有意にリン酸化を受けていることを見出し、またシミュレーション解析からもリン酸化がランダムに起こっているのではなく、天然変性領域の長さがリン酸化位置決定のパラメータの一つであることが強く示唆された。
2) 低分子量GTPase RhoのエフェクターであるプロテインキナーゼN (PKN) の心臓における役割を明らかにするために、共同研究者と共に解析を行った。PKNの新規基質として転写共役因子であるMKL1を同定し、MKL1がPKNによってリン酸化を受けると結合タンパク質であるアクチンから解離して核内に移行し転写を亢進することを見出した。過負荷による心肥大にRhoシグナルが必要であることは既に報告されているが、過負荷を与えた心臓でPKNによるMKL1のリン酸化が亢進していること、またPKNの遺伝子欠損により心肥大が抑制されることを示し、Rho-PKN-MKL1シグナル経路が心肥大に重要な役割を果たすことを示した。
3) RhoのエフェクターであるRho-kinaseについて、基質タンパク質であるMYPT1を用いて、リン酸化部位の周囲にある特定の配列 (ドッキングモチーフ) がリン酸化位置の選択・リン酸化効率に重要であることを示してきたが、他の幾つかの基質についてもリン酸化部位の周囲に類似の配列があることを見出した。
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| 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
1) キナーゼの基質認識機構について天然変性領域の長さの影響、及び、2) 心肥大におけるPKNの役割、の解析については、本年度に論文発表を行い、順調に進展したと言える。一方で、3) のRho-kinaseの基質に関するドッキングモチーフの解析については、これまで複数のドッキングモチーフを同定しているが、これらの配列間の共通性は低く、複数のキナーゼ認識機構があることが示唆された。また類似性のある配列の間でも、明確なコンセンサスではなく可変的な弱いルールであるようであり、さらに多くのデータが必要かと思われる。
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| 今後の研究の推進方策 |
Rho-kinaseとその基質の間の相互作用の解析・リン酸化部位予測のためには、より多数のドッキングモチーフの例を集める必要があり、研究期間を延長して解析を続けることとした。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
Rho-kinaseとその基質の間の相互作用の解析・リン酸化部位予測のためには、より多数のドッキングモチーフの例を集める必要があり、研究期間を延長して解析を続けることとした。このために、主に in vitroリン酸化実験、質量分析解析、細胞生物学実験等に研究費を使用する予定である。
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