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

• 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

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。

在用无机磷酸盐将小鼠培养的细胞FM3A标记后，将E1酶沉淀并用抗人E1抗体从提取物中纯化，并检查提取物以确认其被磷酸化。当使用泛素柱从相同细胞纯化的E1酶时，用抗小鼠CDC2抗体纯化的Cdc2激酶与γ-32P-ATP反应，并将细胞在与组蛋白H1的相同水平上磷酸化。胰蛋白酶降解的肽图证明，两者在同一部位都被磷酸化，其中之一是N末端的第四个Ser残基。在细胞周期的G2/m期间，该位点的磷酸化最大，并在FM3ACDC2温度敏感的突变体中被抑制，表明它是由细胞中Cdc2激酶（MPF）在细胞中的循环依赖性磷酸化的。关于这种磷酸化所代表的生物学功能，还没有任何猜测。但是，在这个磷酸化位点的几个残基（这是一个核转运信号）中，有一个KKRR序列可能存在。据说在许多情况下，磷酸化位点接近核转运信号。因此，它可能以细胞周期依赖性方式与E1转移到核。实际上，有报道称，在G2阶段，大量E1定位于核。将其定位到原子核后，它也可能参与特定E2的识别机制。尽管另一个位点的磷酸化是通过Cdc2激酶在体外磷酸化的，但在G1/S期间，它主要在细胞中磷酸化，因此CDK2或相关激酶很有可能。 In any case, these things mean that the cell cycle regulatory system and the ubiquitin proteolysis system are linked together in a network of cell proliferation control, and specifically, we believe that the phosphorylation of the E1 enzyme, which is located at the beginning of the ubiquitin system, leads to the expression of a cycle-specific ubiquitin pathway through recognition of a specific E2 enzyme.