コラーゲンプロセシングと分子シャペロン系:ドメイン構造に基づく分子解剖学解析

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13671943
• Research Institution: Nagasaki University
• Principal Investigator: 根本 孝幸 長崎大学, 歯学部, 教授 (90164665)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 小野 俊雄 長崎大学, 歯学部, 助手 (80050607) ; 馬場 友巳 長崎大学, 歯学部, 助手 (60189727) ; 田中 祺一郎 長崎大学, 歯学部, 助教授 (50001954) ; 小早川 健 長崎大学, 歯学部, 教務職員 (10153587)
• Keywords: HSP47 / HSP90 / 分子シャペロン / ペプチド結合 / 瘢痕 / コラーゲン

Research Abstract

皮膚の創傷治癒に伴ってできる瘢痕の予防のためにコラーゲン特異的分子シャペロンであるHSP47を発現調節の面から検討した.その結果,瘢痕をつくらずに創傷が治癒する胎児マウスではコラーゲンの発現もHSP47の発現も上昇しないこと,一方瘢痕をつくる新生児ではコラーゲンとHSP47の発現が上昇し,両者の発現が密接に関連することを見いだした(王ら,雑誌論文4).このことはHSP47アンチセンスセラピーによって,創傷治癒に伴うコラーゲンの蓄積すなわち瘢痕形成を抑制できる可能性を示唆しており,現在新生児のラットにおいて本実験を試みている.さらに今後は,HSP47-GRP94(小胞体型HSP90)分子シャペロン複合体がコラーゲンのプロセシングにどのように関わっているかを明らかにする予定である.
一方HSP90分子シャペロンのペプド結合機構についても検討した。以前に報告しているヒトHSP90の3ドメイン構造に基づいて各ドメインを発現したが,HSP90のドメインは発現時にすでに重合しており,その精製標品はその後の解析には適さなかった.そこで哺乳類HSP90の大腸菌ホモローグであるHtpGについて,その3ドメイン構造を明らかにし(雑誌論文1,2),各ドメインのうちN末ドメインにターゲットペプチド結合があることを見出した(雑誌論文1).しかも,N末ドメインとミドルドメインには相互作用して通常はN末ドメインのペプチド結合部位は覆われているが(雑誌論文2),熱ショックによりこの結合が解離してHtpGがペプチド結合能を獲得するという機構が明らかとなった(雑誌論文3).このドメイン間相互作用はヒトHSP90と大腸菌HtpGに共通に存在し,さらに両種のドメイン間で交換可能であった(雑誌論文3).このことはHSP90の機能発現におけるこのドメイン間結合の重要性を示唆した.現在この点については酵母のHSP90発現系により,in vivoに近い状態での証明を試みている.

Research Products

• [Publications] Nemoto T.K., Ono T., Tanaka K.: "Substrate-binding characteristics of proteins in the HSP90-family"Biochemical Journal. 354・3. 663-670 (2001)
• [Publications] Nemoto T.K., Ono T., Kobayakawa T., Tanaka E., Baba T.T., Tanaka K., Takagi T., Gotoh T.: "Domain-domain interactions of HtpG, an Escherichia coli homologue of eukaryotic HSP90 molecular chaperone"European Journal Biochemistry. 268・20. 5258-5269 (2001)
• [Publications] Tanaka E., Nemoto T.K., Ono T.: "Liberation of the intra-molecular interaction as the mechanism of heat-induced activation of HSP90 molecular chaperone"European Journal Biochemistry. 268・20. 5270-5277 (2001)
• [Publications] Wang, Z.-L.Inokuchi, T.Ikeda, Nemoto T.N.(他5名, 8番目): "Collagen-binding molecular chaperone HSP47 expression during healing of fetal skin wounds"International Journal of Oral and Maxilofacial Surgery. 31(印刷中). (2002)
• [Publications] 小野俊雄, 根本孝幸: "ニワトリ腱の異所性石灰化機構の解析"歯科基礎医学会誌. 43・1. 34-42 (2001)