Analysis of cell aging mechanisms through posttranslational modification-induced downregulation of proteasome activity

通过翻译后修饰诱导蛋白酶体活性下调分析细胞衰老机制

• 批准号: 21K06859
• 负责人: 木村 鮎子
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Gunma Paz University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K06859/
• 关键词: 老化; プロテアソーム; 翻訳後修飾; プロテオミクス; ユビキチン

研究代表者らはこれまで、タンパク質の選択的分解除去装置であるプロテアソーム複合体の脂質修飾が、長期培養され「老化」した酵母で減少し、プロテアソームの細胞内局在変化に伴う種々のストレス関連タンパク質の蓄積を引き起こし、酵母の高温・薬剤などへのストレス耐性を減少させることを明らかにしてきた。これらの知見から研究代表者は、老化細胞におけるプロテアソームの活性低下機構においても、脂質修飾を含む種々の翻訳後修飾の変化が関与すると予測し、集団倍加数 (PDL)の異なる2種類のヒト正常二倍体繊維芽細胞株, 胎児肺由来, TIG-1 (PDL=20: 若齢モデル細胞・PDL=60: 老化モデル細胞)から抽出したタンパク質を用いたユビキチン化タンパク質のウエスタンブロット解析および質量分析を行った。既報の通り、TIG-1-60細胞では細胞体積の増加に伴い一細胞あたりのタンパク質量の増加が見られ、さらにウエスタンブロット解析ではユビキチン化タンパク質シグナルの増加が見られた。また質量分析により、TIG-1-20細胞およびTIG-1-60細胞からそれぞれ450種類前後のタンパク質が検出された。TIG-1-20細胞特異的タンパク質群には、シグナル伝達や細胞の運動、核などに含まれるものが多いのに対し、TIG-1-60細胞特異的タンパク質群には、増殖を停止した線維芽細胞において発現増加することが知られているGAS6を含む老化関連タンパク質の他、ユビキチン化関連酵素やプロテアソームサブユニットのタンパク質、アルツハイマー病やパーキンソン病などの神経変性疾患に関わるタンパク質などが含まれていた。

主要研究人员此前发现，蛋白酶体复合物（一种选择性蛋白质降解和去除装置）的脂质修饰在经过长时间培养和老化的酵母中会减少，并且会导致蛋白酶体复合物的细胞内定位发生变化。蛋白酶体与各种应激有关，已表明它会导致蛋白质积累并降低酵母对高温和药物的应激耐受性。基于这些发现，主要研究人员预测，包括脂质修饰在内的各种翻译后修饰的变化与胎肺来源的二倍体成纤维细胞系 TIG-1 (PDL=) 中蛋白酶体活性降低的机制有关。 20：年轻模型细胞/PDL=60：我们使用从衰老模型细胞中提取的蛋白质对泛素化蛋白质进行了蛋白质印迹分析和质谱分析。如之前报道的，在TIG-1-60细胞中，随着细胞体积的增加，观察到每个细胞的蛋白质含量增加，此外，Western印迹分析显示泛素化蛋白质信号增加。此外，通过质谱法在TIG-1-20细胞和TIG-1-60细胞中检测到约450种蛋白质。 TIG-1-20细胞特异性蛋白组包含许多参与信号转导、细胞运动和细胞核的蛋白质，而TIG-1-60细胞特异性蛋白组包括除了衰老之外还停止增殖的纤维。相关蛋白包括已知在母细胞中表达增加的 GAS6，它含有泛素化相关酶、蛋白酶体亚基蛋白以及与阿尔茨海默病和帕金森病等神经退行性疾病有关的蛋白。

项目成果

Phosphorylation of Ser1452 on BRG1 inhibits the function of the SWI/SNF complex in chromatin activation

BRG1 上 Ser1452 的磷酸化抑制 SWI/SNF 复合物在染色质激活中的功能

• DOI: 10.1016/j.jprot.2021.104319
• 发表时间: 2021
• 期刊: Journal of Proteomics
• 影响因子: 3.3
• 作者: Kimura Ayuko;Arakawa Noriaki;Kagawa Hiroyuki;Kimura Yayoi;Hirano Hisashi
• 通讯作者: Hirano Hisashi

Phos-tag 対角線電気泳動を用いた血清中リン酸化タンパク質の解析法 の検討

Phos-tag对角线电泳分析血清磷酸化蛋白方法的研究

• 发表时间: 2021
• 作者: Ohira;T.;Y. Ino;Y. Kimura;Y. Nakai;A. Kimura;Y. Kurata;H. Kagawa;M. Kimura;K. Egashira;C. Matsuda;Y. Ohira;S. Furukawa;and H. Hirano;大川原佑季・木村 鮎子・林 由里子・平野 久・長田 誠
• 通讯作者: 大川原佑季・木村 鮎子・林 由里子・平野 久・長田 誠