細胞増殖の制御系としてのユビキチンシステム

泛素系统作为细胞增殖的控制系统

基本信息

批准号：
06281261
负责人：
山尾文明
金额：
$ 1.09万
依托单位：
National Institute of Genetics
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
1994
资助国家：
日本
起止时间：
1994 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-06281261/
关键词：
ユビキチン細胞周期ユビキチン結合酵素

项目摘要

マウス培養細胞FM3Aを無機リン酸で標識後、抗ヒトE1抗体で抽出液中からE1酵素を沈降精製して調べ、リン酸化されていることを確認した。同じ細胞からユビキチンカラムを用いて精製したE1酵素を用い、抗マウスCdc2抗体で精製したCdc2 kinaseとγ-32P-ATPで反応させたところ、ヒストンH1と同じレベルでリン酸化された。トリプシン分解物のペプチドマッピングの結果、いずれも同じ部位2箇所でのリン酸化であり、このうちの一つはN末端から4番目のSer残基であることが証明された。この部位のリン酸化は細胞周期のG2/M期に最大となり、FM3ACdc2温度感受性変異株においては抑制されたことから、細胞内でCdc2 kinase(MPF)により周期依存的にリン酸化されていることが分かる。このリン酸化がいかなる生物学的機能を代表するものかはまだ憶測の行を出ていない。しかし、このリン酸化部位の数残基後にKKRR配列が存在し、これが核移行シグナルとなっている可能性がある。核移行シグナルの近くには多くの場合リン酸化部位が供役していると言われる。従って細胞周期依存的に核へのE1の移行に関わっている可能性がある。実際、G2期にかなりの量のE1が核に局在するとの報告がある。また核に局在後に特定のE2の認識機構に関わることも考えられる。他の一箇所のリン酸化は、in vitroではCdc2 kinaseでリン酸化されるにもかかわらず、細胞内ではG1/S期に主にリン酸化されていることから、Cdk2または類縁のkinaseによる可能性が極めて高いと思われる。いづれにしてもこれらのことは、cdkによる細胞周期制御系とユビキチン蛋白質分解系が細胞増殖制御のネットワークの中で相互にリンクしていることを意味しており、具体的にはcdkリン酸化酵素でユビキチン系の最初に位置するE1酵素がリン酸化されることにより、特定のE2酵素の認識を介して周期特異的なユビキチン経路を発現させることにつながるのではないかと考えている。

用无机磷酸标记培养的小鼠细胞FM3A后，使用抗人E1抗体通过沉淀从提取物中纯化E1酶，并确认E1酶被磷酸化。当使用泛素柱从相同细胞中纯化的E1酶与用抗小鼠Cdc2抗体和γ-32P-ATP纯化的Cdc2激酶反应时，其以与组蛋白H1相同的水平磷酸化。胰蛋白酶消化产物的肽图显示，它们都在相同的两个位点被磷酸化，其中之一是 N 末端的第四个 Ser 残基。该位点的磷酸化在细胞周期的 G2/M 期达到峰值，并且在 FM3ACdc2 温度敏感突变体中受到抑制，这表明它在细胞内被 Cdc2 激酶 (MPF) 以周期依赖性方式磷酸化。关于这种磷酸化代表什么生物学功能仍然是一个猜测问题。然而，在该磷酸化位点之后的几个残基处有一个 KKRR 序列，它可以作为核输出信号。据说磷酸化位点通常位于核输出信号附近。因此，它可能以细胞周期依赖性方式参与E1向细胞核的易位。事实上，据报道，在 G2 期，相当数量的 E1 定位于细胞核。也有可能它定位到细胞核后参与特定的E2识别机制。虽然另一位点的磷酸化在体外被 Cdc2 激酶磷酸化，但它主要在细胞中的 G1/S 期磷酸化，因此 Cdk2 或相关激酶可能负责极高的磷酸化。无论如何，这意味着细胞周期控制系统和CDK的泛素蛋白降解系统在细胞生长控制网络中是相互联系的，特别是CDK磷酸化酶，我们认为E1酶的磷酸化位于在泛素系统的起始端，通过识别特定的 E2 酶，导致循环特异性泛素途径的表达。