転写因子の核―細胞質間移行と生体防御機構

转录因子的核质转移和生物防御机制

基本信息

批准号：
11237208
负责人：
藤田尚志
金额：
$ 37.95万
依托单位：
Tokyo Metropolitan Organization for Medical Research
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：
1999
资助国家：
日本
起止时间：
1999 至 2003
项目状态：
已结题

项目摘要

ウイルス感染が起きた細胞内では、はじめにIFN遺伝子を含む種々の遺伝子の発現が誘導され、抗ウイルス作用などの生体防御機構が働くことになる。我々はこの一連の活性化機構のうちIRF-3が最初に活性化される転写因子である事を明らかにしてきた。これまでにIRF-3の活性化は新たな蛋白質合成を必要とせず、既存の分子の燐酸化等による修飾、分子の会合を介していることを明らかにした。すなわちIRF-3の特異的な燐酸化の結果2量体が形成され、そこにコアクティベーターであるp300/CBPが複合体に加わり活性化型のホロ複合体になる。北大、稲垣教授のグループと共同でIRF-3の転写制御ドメインに相当する部分(175C)の構造決定を行った。解かれた構造より、IRF-3はSmadと立体構造的において類似していることが明らかとなった。SmadはTGF-βによるシグナルの下流で活性化される転写因子であり、これまで上流のシグナル並びに下流の標的遺伝子において、インターフェロン系との関連は全く考えられていなかった。両者は一次構造上の類似性が低いものの、重要と考えられるアミノ酸残基の保存が見い出されることから、共通の祖先から進化した遺伝子と考えられた。結晶状態では175Cは2量体に類似した配向を取っていた。そこでは一方のIRF-3の分子の一部が他方の分子のポケット状の部分と相互作用して2量体の構造を支持しているものと考えられた。挿入されている部分はこれまで我々が提唱してきた燐酸化部位をふくむループであり、実際に燐酸化により静電的な相互作用が増加するものと考えられた。われわれは本年度、新たな燐酸化特異的抗体を用いて、セリン386が生理的な活性化状態において重要である事を明らかにしたが、この事実と解明した2量体構造が良く一致した。ポケット構造に変異を導入したところ、セリン386の燐酸化に関わらず2量体形成が著しく阻害され、燐酸化による2量体形成のモデルが検証された。従って、これまでHiscottらにより提唱されていた阻害ドメインによるモデルは正しくないこと、IRF-3は構造上Smadと類似しているのみではなく、燐酸化残基とそれを受容するポケットによって、多量体形成を行うという機能的類似性も明らかとなった。

在感染病毒的细胞中，首先诱导包括IFN基因在内的各种基因的表达，并发挥抗病毒作用等生物防御机制。我们发现IRF-3是这一系列激活机制中第一个被激活的转录因子。到目前为止，我们已经证明IRF-3的激活不需要新的蛋白质合成，而是通过现有分子的修饰（例如磷酸化和分子缔合）介导。具体而言，IRF-3 特异性磷酸化形成二聚体，共激活剂 p300/CBP 加入复合物形成激活的全复合物。我们与北海道大学稻垣教授课题组合作，确定了IRF-3转录控制域对应部分（175C）的结构。解析的结构表明IRF-3在结构上与Smad相似。 Smads是在TGF-β信号下游被激活的转录因子，上游信号和下游靶基因一直被认为与干扰素系统完全无关。尽管这两个基因在一级结构上几乎没有相似之处，但重要氨基酸残基的保守性表明它们是从共同的祖先进化而来的。在结晶状态下，175C具有与二聚体相似的取向。人们认为一个 IRF-3 分子的一部分与另一个分子的袋状部分相互作用以支持二聚体结构。插入的部分是一个环，其中包括我们迄今为止提出的磷酸化位点，人们认为磷酸化实际上会增加静电相互作用。今年，我们使用一种新的磷酸化特异性抗体，揭示了丝氨酸386在生理激活状态下很重要，这一事实与我们阐明的二聚体结构非常吻合。当口袋结构中引入突变时，无论丝氨酸 386 是否磷酸化，二聚体形成均受到显着抑制，验证了磷酸化导致二聚体形成的模型。因此，Hiscott等人提出的抑制域模型是不正确的，IRF-3不仅在结构上与Smads相似，而且还具有磷酸化残基和接受它们的口袋。他们进行编队。