神経細胞におけるCDK5活性化サブユニットp35のプロテアソームによる分解機構

蛋白酶体降解神经元CDK5激活亚基p35的机制

• 批准号: 12780585
• 负责人: 斎藤 太郎
• 金额: $ 1.15万
• 依托单位: Tokyo Metropolitan University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 2000
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2000 至 2001
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-12780585/
• 关键词: サイクリン依存性キナーゼ; CDK5; p35; プロテアソーム; リン酸化

CDK5は神経細胞でのみ活性がみられるサイクリン依存性キナーゼ(CDK)であり、神経突起の伸長や脳の層構造形成時の神経細胞の移動に関与していると考えられている。CDK5は神経特異的な活性化サブユニットp35との結合により活性化する。p35は寿命の短いタンパク質であり、プロテアソームによって分解されることが知られている。プロテアソームによるp35の分解は、神経細胞内のp35のタンパク量を決定しCDK5の活性を調節する仕組みとして重要だと考えられる。培養神経細胞をプロテインホスファターゼ阻害剤処理すると、p35のプロテアソーム分解が誘導され、p35の一過的なリン酸化が観察される。前年度はこのp35のリン酸化されるアミノ酸残基を特定した。本年度は、この特定されたアミノ酸のリン酸化とp35のプロテアソーム分解との関係について検討した。リン酸化されるセリン/スレオニン残基をアラニンに置換してリン酸化できなくなった変異p35を作製し、初代培養神経細胞に遺伝子導入しその分解を観察した。その結果、アミノ酸置換した変異p35のプロテアソーム分解が抑制された。したがってこのリン酸化部位のリン酸化は分解に必要であることが示唆された。

CDK5是一种仅在神经元细胞中活跃的细胞周期蛋白依赖性激酶（CDK），被认为与脑层形成过程中的神经突延伸和神经元迁移有关。 CDK5通过与神经特异性激活亚基p35结合而激活。 p35是一种短寿命的蛋白质，已知被蛋白酶体降解。蛋白酶体对p35的降解被认为很重要，这是确定神经元中p35蛋白量并调节CDK5活性的机制。观察到使用蛋白质磷酸酶抑制剂培养的神经元诱导p35的蛋白酶体降解，并观察到p35的瞬时磷酸化。在上一年，确定了该p35的磷酸化氨基酸残基。今年，我们研究了该鉴定的氨基酸的磷酸化与p35的蛋白酶体降解之间的关系。磷酸化的丝氨酸/苏氨酸残基被丙氨酸代替，以产生突变体p35，而突变体p35不再被磷酸化，并将基因引入原代培养神经元中，并观察到其降解。结果，抑制了氨基酸取代突变体p35的蛋白酶体降解。因此，建议在该磷酸化位点上的磷酸化是降解所必需的。

项目成果

徳岡宏文,斎藤太郎 他4名: "Brain-derived neurotrophic factor-induced phosphorylation of neurofilament-H subunit in primary cultures of embryo rat cortical neurons."Journal of Cell Science. 113. 975-983 (2000)

Hirofumi Tokuoka、Taro Saito 和其他 4 人：“胚胎大鼠皮层神经元原代培养物中脑源性神经营养因子诱导的神经丝 H 亚基磷酸化。细胞科学杂志”113. 975-983 (2000)。

草川元一,斎藤太郎 他4名: "Calpain-dependent proteolytic clevage of the p35 CDK5 activator to p25."Journal of Biological Chemistry. 275. 17166-17172 (2000)

Motoichi Kusakawa、Taro Saito 和其他 4 人：“p35 CDK5 激活剂与 p25 的钙蛋白酶依赖性蛋白水解裂解”。《生物化学杂志》275。17166-17172 (2000)

Bibb JA: "Phosphorylation of protein phosphatase inhibitore-I by Cdk5"J Biol Chem. 276. 14490-14497 (2001)

Bibb JA：“Cdk5 对蛋白磷酸酶抑制剂-I 的磷酸化”J Biol Chem。

正木ルナ,斎藤太郎 他2名: "Accumulation of phosphorylated neurofilaments and increase in apoptosis-specific protein and phosphorylated c-Jun induced by proteasome inhibitors."Journal of Neuroscience Research. 62. 75-83 (2000)

Luna Masaki、Taro Saito 和其他 2 人：“蛋白酶体抑制剂诱导的磷酸化神经丝的积累以及凋亡特异性蛋白和磷酸化 c-Jun 的增加。”神经科学研究杂志 62. 75-83 (2000)。

斎藤太郎, 久永真市: "神経細胞におけるCdk5、Cdk5の活性調節機構"生化学. 73. 276-278 (2001)

齐藤太郎、久永诚：“神经细胞中的 Cdk5 及其活性调节机制”《生物化学》73. 276-278 (2001)。