直鎖状ポリユビキチン鎖生成リガーゼの機能とその異常による疾患発症機構

2015 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 25253019
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 岩井 一宏 京都大学, 医学研究科, 教授 (60252459)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2016-03-31
• キーワード: 生体分子医学 / 慢性炎症 / NF-kappaB

研究実績の概要

研究代表者らが発見した直鎖状ポリユビキチン鎖を選択的に生成するLUBACユビキチンリガーゼは、活性中心であるHOIPと補助サブユニットであるHOIL-1L、SHARPINの3サブユニットから構成され、NF-κBの活性化に関与する。補助サブユニットであるHOIL-1L、SHARPINのいずれかの欠損によりLUBACの他の2サブユニットが不安定化することでNF-κBの活性化が減弱するが、SHARPINが欠損した場合のみ多彩な症状を呈する。本研究ではLUBACの補助サブユニットの生理的・病理的役割を明確にするとともに、LUBAC複合体が安定化する機構を解析した。
１．HOIL-1L KOマウスは無症状であるが、SHARPINを欠損したcpdmマウスは慢性皮膚炎等を発症する。その分子メカニズムを詳細に検討した。HOIL-1LとSHARPIN、いずれもユビキチン結合ドメインであるNZFドメインを持つ。しかし、SHARPINのNZFドメインのみがリシン63を介して形成されるユビキチン鎖を認識できる。K63鎖認識能はLUBACの活性化されたTNF受容体へのリクルートに不可欠なので、SHARPINの欠損によりLUBACが活性化された受容体にリクルートされず、細胞死が亢進するためにcpdmマウスでのみ症状を呈することを明らかにした。
２．LUBACユビキチンリガーゼ複合体の安定化に関しては、これまでHOIPのUBA領域とHOIL-1L、SHARPINのUBLドメインが結合することでLUBACが安定化すると考えられてきたが、HOIL-1L、SHARPIN同志の結合も安定化に関与することを同定した。そこで、HOIL-1LとSHARPINの相互作用部位の同定を進め、それぞれのUBLドメインのN末側に存在するαヘリックスを形成する領域が相互作用に関与することを同定した。

現在までの達成度 (段落)

27年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

27年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] Differential involvement of the NZF domains of SHARPIN and HOIL-1L in LUBAC-mediated cell death protection. (2016)
  • 著者名/発表者名: Shimizu, S., Fujita, H., Sasaki, Y., Tsuruyama, T., Fukuda, K., and Iwai, K.
  • 雑誌名: Mol. Cell. Biol. 巻: 36 ページ: 1569-1583
  • DOI: doi:10.1128/MCB.01049-15
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] LUBAC Formation Is Impaired in the Livers of Mice with MCD-Dependent Nonalcoholic Steatohepatitis. (2015)
  • 著者名/発表者名: Matsunaga, Y., Nakatsu, Y., Fukushima, T., Okubo, H., Iwashita, M., Sakoda, H., Fujishiro, M., Yamamotoya, T., Kushiyama, A., Takahashi, S., Tsuchiya, Y., Kamata, H., Tokunaga, F., Iwai, K., and Asano, T.
  • 雑誌名: Mediators Inflamm. 巻: 1 ページ: 125380
  • DOI: doi: 10.1155/2015/125380.
  • 査読あり
• [雑誌論文] CYLD and the NEMO zinc finger regulate tumor necrosis factor signaling and early embryogenesis. (2015)
  • 著者名/発表者名: Zhao, Y., Ma, C. A., Wu, L., Iwai, K., Ashwell, J. D., Oltz, E. M., Ballard, D. W., and Jain, A.
  • 雑誌名: J. Biol. Chem. 巻: 290 ページ: 22076-22084
  • DOI: doi: 10.1074/jbc.M115.658096
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] The Structural differences between a glycoprotein specific F-Box protein Fbs1 and its homologous protein FBG3. (2015)
  • 著者名/発表者名: Kumanomidou, T., Nishio, K., Takagi, K., Nakagawa, T., Suzuki, A., Yamane, T., Tokunaga, F., Iwai, K., Murakami, A., Yoshida, Y., Tanaka, K., and Mizushima, T.
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 10 ページ: e0140366
  • DOI: doi: 10.1371/journal.pone.0140366
  • 査読あり
• [雑誌論文] Posttranslational Modification of HOIP Blocks Toll-Like Receptor 4-Mediated Linear-Ubiquitin-Chain Formation. (2015)
  • 著者名/発表者名: Bowman, J., Rodgers, M.A., Shi, M., Amatya, R., Hostager, B., Iwai, K., Gao, S.J., and Jung, J.U.
  • 雑誌名: MBio. 巻: 6 ページ: e01777-15
  • DOI: doi: 10.1128/mBio.01777-15
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Roles of linear ubiquitinylation, a crucial regulator of NF-κB and cell death, in the immune system. (2015)
  • 著者名/発表者名: Sasaki, K. and Iwai, K.
  • 雑誌名: Immunol. Rev. 巻: 393 ページ: 175-189
  • DOI: doi: 10.1111/imr.12308.
  • 査読あり
• [学会発表] Differential involvement of subunits of LUBAC ubiquitin ligase in signalling and cell death. (2015)
  • 著者名/発表者名: Shimizu, S., Fujita, H., Sasaki, Y., and Iwai, K.
  • 学会等名: EMBO Conference “Ubiquitin and ubiquitin-like modifiers: From molecular mechanisms to human diseases”
  • 発表場所: Cavtat, Croatia
  • 年月日: 2015-09-18 – 2015-09-22
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Linear ubiquitin chains: NF-kappaB activation, cell death, and cancer. (2015)
  • 著者名/発表者名: Iwai, K.
  • 学会等名: International Symposium on Ubiquitin and Diseases.
  • 発表場所: Zhangjiajie, China
  • 年月日: 2015-06-14 – 2015-06-19
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Linear ubiquitin chains: a new regulator of NF-kappaB activation and cell death signaling. (2015)
  • 著者名/発表者名: Iwai, K.
  • 学会等名: 1st SPS International Symposium Xiamen University
  • 発表場所: Xiamen, China
  • 年月日: 2015-06-13 – 2015-06-13
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] LUBAC-mediated linear ubiquitination by a virulence factor of Aspergillus, gliotoxin. (2015)
  • 著者名/発表者名: Sakamoto, H., Egashira, S., Okabe, T., Nagano, T., and Iwai, K.
  • 学会等名: Cold Spring Harbor Laboratory meeting “The Ubiquitin Family”
  • 発表場所: Cold Spring Harbor, NY, USA
  • 年月日: 2015-04-21 – 2015-04-25
  • 国際学会