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Cdk1(別称Cdc2)は、真核生物の細胞周期における分裂期(M期)の「マスター制御因子」とされ、様々なM期タンパク質の共通配列(Ser/Thr-Pro)をリン酸化し、多くのM期現象に関わっている。本最終年度は、「S/TPモチーフへの多重なM期キナーゼの結合による協調的M期制御」に関して以下の成果を得た。
①Wee1やCdc25のS/TPモチーフに結合するM期キナーゼ(Cdk1やPlk1)がそれぞれの基質の他の部位をリン酸化できるかを、ツメガエル卵・HeLa細胞、S/TP→AP変異体およびMSを用いて解析した。その結果、Cdk1、Plk1が共にWee1とCdc25の他の部位をリン酸化することが判明した。また、Cdk1の場合、そのリン酸化部位の大半がS/TPモチーフであることが示された。
②Cdk1、Plk1、Chk1の最適結合S/TPモチーフペプチドをそれぞれツメガエル卵あるいはHeLa細胞に過剰導入し、諸M期現象への影響を解析した。その結果、Cdk1のS/TPモチーフペプチドではM期進入自身(染色体凝縮や核膜崩壊)が阻害された。一方、Plk1のS/TPモチーフペプチドではM期諸現象の大幅な阻害あるいは遅延が起こり、Chk1のS/TPモチーフペプチドでは紡錘体形成の不全が見られた。
③諸M期キナーゼとS/TPモチーフの結合の一般的阻害剤であるMPM-2抗体やPin1の導入によって、ツメガエル卵・HeLa細胞でのM期進入が完全に阻害された。一方、Plk1とChk1の最適結合S/TPモチーフペプチドの混合物によってもM期進入の阻害が観察された。すなわち、Cdk1のS/TPモチーフへの結合とPlk1/Chk1などのM期キナーゼのS/TPモチーフへの結合が機能的に類似することが示された。
以上の結果から、S/TPモチーフへの各M期キナーゼの結合による「協調的M期制御」の存在が示された。
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