Axin結合蛋白質Axamの脱SUMO化活性による新規β-カテニン分解制御機構

通过轴蛋白结合蛋白 Axam 的去苏酰化活性实现新型 β-连环蛋白降解控制机制

基本信息

批准号：
14657034
负责人：
菊池章
金额：
$ 1.73万
依托单位：
Hiroshima University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
2002
资助国家：
日本
起止时间：
2002 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-14657034/
关键词：
Wntシグナル β-カテニン蛋白分解 Axin Axam SUMO化脱SUMO化酵素

项目摘要

昨年度Axinに結合する新規蛋白質を単離してAxamと名付けた。本年度はAxamの機能解析を行った。AxamにはN末端側にimportin αと結合する核移行シグナルが存在して、中央部分にAxin結合部位が存在した。C末端側は、脱SUMO化酵素Senp1の触媒部位と相同性が高かった。SUMOはユビキチン類似蛋白質で、基質蛋白質にイソペプチド結合で結合し、SUMO化を受けた蛋白質はその細胞内局在や機能が変化することが知られている。Axamはin vitroと細胞レベルで脱SUMO化活性を示した。Axamはβ-カテニンの分解促進活性を有するが、これにはAxin結合部位と触媒部位の両者が必要であった。また、脱SUMO化活性を消失した変異体(AxamCS)はβ-カテニンの分解促進活性が減弱した。さらに、Axamをアフリカツメガエル初期胚の背側に発現させると頭部構造が欠損するが、この背側化活性にも脱SUMO化活性が必要であった。アフリカツメガエルのWntシグナル伝達経路の標的遺伝子であるSiamoisの発現がAxamにより抑制されたが、AxamCSではその抑制作用は減弱した。したがって、SUMO化はWntシグナル伝達経路の制御に関与し、Axamの脱SUMO化活性がβ-カテニンの安定性を調節すると考えられた。β-カテニンの安定性の制御にリン酸化とユビキチン化が重要であるが、本研究により、SUMO化と呼ばれる翻訳後修飾がβ-カテニンの安定性に関与することが示唆された。今後はWntシグナル伝達経路構成分子の中で、どの蛋白質がSUMO化の標的になり、SUMO化と脱SUMO化がβ-カテニンの安定性制御にどのように関わるのかを明らかにする必要がある。

去年，一种结合Axin的新型蛋白质被隔离并命名为Axam。今年，我们对AXAM进行了功能分析。 Axam具有在N末端结合Importinα的核转运信号，中央部分中的Axin结合位点。 C末端与解吸sumotransase senp1的催化位点具有很高的同源性。 Sumo是一种类似泛素的蛋白质，通过异肽键与底物蛋白结合，众所周知，经历Sumoylation的蛋白质会改变其亚细胞定位和功能。 Axam在体外和细胞水平上表现出紫木酰化活性。 Axam具有促进β-catenin降解的活性，但这既需要轴突结合位点和催化位点。此外，失去其去氨酰化活性的突变体（AXAMC）降低了促进β-catenin降解的活性。此外，在早期的异爪蟾胚胎中背侧表达会导致头部结构的缺陷，但是这种背面活性也需要去氨酰化活性。 Saiamois的表达是xenopus Wnt信号通路的靶基因，被AXAM抑制，但在AXAMC中降低了其抑制作用。因此，认为Sumoylation被认为与Wnt信号通路的调节有关，Axam的Desumoylation活性调节了β-catenin的稳定性。磷酸化和泛素化对于调节β-catenin的稳定性很重要，但是这项研究表明，称为sumoylation的翻译后修饰与β-catenin的稳定性有关。将来，有必要阐明Wnt信号通路成分之间的哪些蛋白质将成为Sumoylation的靶标，以及sumoylation和desumoylation如何参与β-catenin稳定性的调节。