SUMO-1化による標的蛋白の機能変換と運命

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14028014
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 菊池 淑子 東京大学, 大学院・理学系研究科, 助教授 (00138124)
• Keywords: SUMO化 / SUMOリガーゼ / RING様ドメイン / タンパク質修飾 / PIAS / セプチン

Research Abstract

ユビキチン類似タンパクであるSUMO/Smt3はRanGAP1, p53, PMLなどに結合するタンパク質モデイファイアーである。ユビキチン化経路と同様に、SUMO/Smt3は活性化酵素、結合酵素とのチオエステル結合カスケードを経て、標的タンパクのコンセンサス配列(IVL)KX(ED)のリジン残基へとイソペプチド結合し、結合体を形成する。
我々は増殖に必須な出芽酵母Smt3が機能的にもSUMO-1ホモログであり、また、標的としてセプチンを同定した。セプチンは細胞質分裂面となるネック領域に存在するリング状構造体の構成因子である。基質に最も近いSUMOリガーゼについてはその存在自体、最近まで不明であったが、我々はセプチンのSUMO/Smt3化に特異的に働く新規因子としてSiz1を発見した。Siz1とそのホモログであるSiz2はRINGフィンガー類似モチーフ(SP-RING)を持つPIASファミリーの一員である。このドメインのシステインをセリンに置換すると活性を失うことから、SP-RINGがその機能に重要であることが分った。in vitro系を開発し、Siz1はセプチンのSUMO/Smt3化経路におけるE3であると結論した。Siz1は細胞周期依存的に核から細胞質へと局在が変化するが、C末領域を欠失させると核に局在し、in vitroリガーゼ活性は保持していた。また、常時、核に局在しているSiz2はin vivoにおけるセプチンのSUMO/Smt3化には関与しないが、in vitro系ではセプチンをSUMO/Smt3化できた。さらに、Siz1、Siz2どちらのSP-RINGも結合酵素とセプチンに結合することより、これらのSUMOリガーゼのSP-RINGは両者の橋渡しをするアダプターであり、他の領域は局在制御などに必須であると考えられる。

Research Products

• [Publications] D.Kaida: "Yeast Whi2 and Psr1-phosphatase form a complex and regulate STRE-mediated gene expression"Genes to Cells. 7. 543-552 (2002)
• [Publications] Y.Takahashi: "Comparative analysis of yeast PIAS-type SUMO ligases in vivo and in vitro"Journal of Biochemistry. (印刷中). (2003)