アミロイド前駆体タンパク質の細胞外放出機構の解析およびその生理的意義の解明

淀粉样前体蛋白胞外释放机制分析及生理意义阐明

• 批准号: 09780579
• 负责人: 東 昌市
• 金额: $ 1.28万
• 依托单位: Yokohama City 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: 1997
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1997 至 1998
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-09780579/
• 关键词: アミロイド前駆体タンパク質; ゼラチナーゼA; MT-MMP; プロテアーゼインヒビター; プロセシング; マトリックスメタプロテアーゼ; マトリックスメタロプロテアーゼ

これまでの研究成果から、マトリックスメタロプロテアーゼ(MMPs)のひとつであるゼラチナーゼAが、あるいはMT-MMPが細胞膜表層でアミロイド前駆体蛋白質(APP)に作用すると、通常、細胞外に放出されているAPP細胞外領域(sAPP,110 kDa)より短い断片sAPPtrc(80 kDa)が切り出されることを見い出した。本年度は化学修飾によって、機能を変換したtissue inhibitor of metalloproteinases-2(TIMP-2)を用いてプロセシング酵素を特定するとともに、sAPPtrcの機能を解析し、このプロセシングのもつ生理的意義について考察した。まず、TIMP-2をシアン酸イオンで処理すると、TIMP-2のNH_2-末端Cys-1のα-アミノ基がカルバミル化されるとともにインヒビター活性を失うことを見い出した。TIMP-2のもう一つの機能であるゼラチナーゼA前駆体との相互作用はこの化学修飾による影響を受けなかった。このカルバミル化TIMP-2を培養細胞に添加すると細胞膜上のMT-MMP,TIMP-2およびゼラチナーゼA前駆体からなる3分子複合体の形成を拮抗的に阻害し、結果としてゼラチナーゼA前駆体の活性化を抑制した。したがって、カルバミル化TIMP-2はMT-MMPの触媒活性を阻害することなく、活性型ゼラチナーゼの産生を抑えることが判明した。一方、sAPPtrcの産生はTIMP-2によって阻害されるものの、カルバミル化TIMP-2では抑えられず、sAPPtrcはMT-MMPの触媒により産生されることが示唆された。さらに、sAPPtrcはSAPPのもつゼラチナーゼAインヒビター領域をの活性を失っていることが判明し、MT-MMPが触媒するAPPのプロセシングには以下のような意義があるのではないかと考察した。すなわち、MT-MMPの近傍ではsAPPtrcが産生されているため、活性化されたゼラチナーゼAがマトリックス分解能を持つが、それ以外の部分では、ゼラチナーゼA活性がsAPPによって阻害されるため、APPはマトリックス分解を空間的に調節する分子として働くのではないかと考えた。

先前的研究结果表明，当明胶酶A（一种基质金属蛋白酶（MMP））或MT-MMP作用于细胞膜表面的淀粉样前体蛋白（APP）时，APP通常被释放到细胞外。与胞外区域（sAPP，110 kDa）相比，切除了更短的片段 sAPPtrc（80 kDa）。今年，我们通过化学修饰改变了功能的金属蛋白酶组织抑制剂-2（TIMP-2），鉴定了加工酶，分析了sAPPtrc的功能，并考虑了该加工的生理意义。首先，我们发现当TIMP-2用氰酸根离子处理时，TIMP-2的NH_2末端Cys-1的α-氨基被氨甲酰化，失去了抑制剂活性。 TIMP-2 的另一个功能，即它与明胶酶 A 前体的相互作用，不受这种化学修饰的影响。当这种氨甲酰化的TIMP-2添加到培养的细胞中时，它会竞争性地抑制细胞膜上由MT-MMP、TIMP-2和明胶酶A前体组成的三元复合物的形成，从而导致明胶酶A前体的活性受到抑制。这因此，发现氨甲酰化TIMP-2抑制活性明胶酶的产生，而不抑制MT-MMP的催化活性。另一方面，虽然sAPPtrc的产生被TIMP-2抑制，但它不被氨甲酰化的TIMP-2抑制，表明sAPPtrc是由MT-MMP催化产生的。此外，发现sAPPtrc失去了SAPP明胶酶A抑制剂区域的活性，我们认为MT-MMP催化APP的加工可能具有以下意义。换句话说，活化的明胶酶A具有降解基质的能力，因为sAPPtrc是在MT-MMP附近产生的，但在其他区域，明胶酶A的活性被sAPP抑制，因此APP无法降解基质。作为空间调节的分子

项目成果

Shouichi Higashi: "Conformation of factor VIIa stabilized by a labile disulfide bond (Cys-310-Cys-329) in the protease domain is essential for interaction with tissue factor." The Journal of Biological Chemistry. 272. 25724-25730 (1997)

Shouichi Higashi：“蛋白酶结构域中不稳定的二硫键 (Cys-310-Cys-329) 稳定的 VIIa 因子构象对于与组织因子的相互作用至关重要。”

東昌市: "別冊医学のあゆみ 血液疾患-state of arts ver.2" 医歯薬出版社, 628 (1998)

同昌市：《别册医学史：血液疾病-state of arts ver.2》石药出版社，628（1998）

東 昌市: "血液凝固VII因子と組織因子の分子間相互作用-特にVIIa因子触媒活性の増強機構について-" 日本血栓止血学会誌. 10・1. 12-21 (1999)

东正一：“凝血因子 VII 和组织因子之间的分子间相互作用 - 特别是关于因子 VIIa 催化活性的增强机制”，日本血栓和止血学会杂志 10/1（1999）。

Shouichi Higashi: "Reactive site-modifled tissue inhibitor of metalloproteinases-2 inhibits the cell-mediated activation of progelatinase A." The Journal of Biological Chemistry. 274. 10497-10504 (1999)

Shouichi Higashi：“金属蛋白酶-2 的反应位点修饰组织抑制剂可抑制细胞介导的原明胶酶 A 激活。”

Shouichi Higashi: "Moleculat interaction between factor VII and tissue factor." International Journal of Hematology. (発表予定). (1998)

Shouichi Higashi：“因子 VII 和组织因子之间的分子相互作用。”国际血液学杂志（即将出版）。