p57^<kip2>のユビキチンリガーゼ(E3)の同定

p57^<kip2> 泛素连接酶 (E3) 的鉴定

• 批准号: 14033254
• 负责人: 村田 茂穂
• 金额: $ 2.56万
• 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: 2002
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2002 至 2003
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-14033254/
• 关键词: 細胞周期; ユビキチンリガーゼ; CDKインヒビター; TGFβ; 骨分化

当該研究部門ではCDK(サイクリン依存性キナーゼ)インヒビターであるp57^<Kip2>の作用についてマウスやラットから分離した骨芽細胞における機能解析を進めてきた.その結果,申請者らは(1)p57^<Kip2>がTGFβの刺激で速やかに分解すること(J.Biol.Chem.,1999)と(2)TGFβ依存的なp57^<Kip2>の分解が,TGFβシグナル系の仲介因子Smad依存的な転写を介していることを明らかにした(J.Biol.Chem.,2001).その後の研究から,もう一つのCDKインヒビターであるp27^<Kip1>の動態と併せて解析した結果,TGFβ刺激はp57^<Kip2>の分解を誘導したが,、p27^<Kip1>の分解を誘導しないこと,さらにp57^<Kip2>の分解消失は細胞の増殖開始とは関係しないことを突き止めた.次に骨分化を誘導するBMP (bone morphologic protein)刺激を加えたところp57^<Kip2>の分解消失は認められない事を見い出し,さらにp57^<Kip2>がTGFβ刺激によって分解されるとBMP刺激による骨分化誘導が阻害されることを明らかにした(論文投稿中).これらの結果から,p57^<Kip2>のノックアウトマウスで報告された骨形成異常の生理的意義を説明することが可能となった.即ち,p27^<Kip1>とp57^<Kip2>のユビキチン化依存的な分解は,骨芽細胞の増殖と分化の制御に重要な役割を果たしていることが明らかになったのである.我々は以前にSCFユビキチンリガーゼの必須な制御因子であるUba3のノックアウトマウスでp57^<Kip2>が蓄積していることを明らかにしており,現在TGFβ刺激によって誘導される新たなユビキチンリガーゼ(E3)がp57^<Kip2>特異的なユビキチンリガーゼである可能性について解析を行っている.そして骨芽細胞にTGFβ刺激したさいに発現が誘導されるE3の同定に成功した。さらにこのE3がp57に特異的に結合すること、in vitroでp57のリン酸化特異的にユビキチン化を行うことを見いだし、p57特異的なE3であることを明らかにした。

研究部门一直在从小鼠和大鼠分离的成骨细胞中对CDK（细胞周期蛋白依赖性激酶）抑制剂p57^<Kip2>的作用进行功能分析。结果，申请人和他们的同事（1） p57^<Kip2> 在 TGFβ 刺激下迅速降解（J.Biol.Chem.，1999），并且（2）p57^<Kip2> 的 TGFβ 依赖性降解依赖于 Smad，它是 TGFβ 信号系统的介体。 （J. Biol. Chem.，2001）随后的研究和分析以及另一种 CDK 抑制剂 p27^<Kip1> 的动力学表明，TGFβ 刺激是 p27^<Kip1> 的。我们诱导了 57^<Kip2> 的降解，但不诱导 p27^<Kip1> 的降解，此外，我们发现 p57^<Kip2> 降解的丧失与诱导成骨分化的 BMP 的启动无关。 （骨形态学我们发现当p57^<Kip2>受到蛋白质刺激时，没有观察到p57^<Kip2>的降解，并进一步揭示当p57^<Kip2>被TGFβ刺激降解时，BMP刺激诱导的成骨分化诱导受到抑制（论文提交中） ）。从这些结果中，可以解释 p57^<Kip2> 敲除小鼠中报道的骨发育不全的生理意义，泛素化依赖性降解与成骨细胞增殖和相关。已经清楚p57^<Kip2>在调节分化中发挥重要作用。我们之前证明p57^<Kip2>在敲除小鼠中积累了Uba3，Uba3是SCF泛素连接酶的重要调节剂，目前TG已被揭示。我们正在分析 Fβ 刺激诱导的新泛素连接酶 (E3) 是 p57^<Kip2> 特异性泛素连接酶的可能性。当用 TGFβ 刺激成骨细胞时，会诱导表达。我们成功鉴定了 E3。此外，我们发现该E3在体外特异性结合p57并以磷酸化方式泛素化p57，证明它是p57特异性E3。

项目成果

Tanahashi-Hori T, Tanahashi N, Tanaka K, Chiba T.: "Conditional knockdown of proteasomes results in cell-cycle arrest and enhanced expression of molecular chaperones Hsp70 and Hsp40 in chicken DT40 cells."J Biol Chem. 278(18). 16237-16243 (2003)

Tanahashi-Hori T、Tanahashi N、Tanaka K、Chiba T.：“蛋白酶体的条件性敲低导致细胞周期停滞，并增强鸡 DT40 细胞中分子伴侣 Hsp70 和 Hsp40 的表达。”J Biol Chem。

Mizushima T, Hirao T, Yoshida Y, Lee SJ, Chiba T, Iwai K et al.: "Structural basis of sugar-recognizing ubiquitin ligase."Nat Struct Mol Biol.. (in press). (2004)

Mizushima T、Hirao T、Yoshida Y、Lee SJ、Chiba T、Iwai K 等人：“糖识别泛素连接酶的结构基础”。Nat Struct Mol Biol..（出版中）。

Yoshida Y, Tokunaga F, Chiba T, Iwai K, Tanaka K, Tai T.: "Fbs2 is a new member of the E3 ubiquitin ligase family that recognizes sugar chains."J Biol Chem. 278(44). 43877-43884 (2003)

Yoshida Y、Tokunaga F、Chiba T、Iwai K、Tanaka K、Tai T.：“Fbs2 是识别糖链的 E3 泛素连接酶家族的新成员。”J Biol Chem。

Moriishi K, Okabayashi T, Nakai K, Moriya K, Koike K, Murata S et al.: "PA28gamma-dependent nuclear retention and degradation of hepatitis C virus core protein."J Virol. 77(19). 10237-10249 (2003)

Moriishi K、Okabayashi T、Nakai K、Moriya K、Koike K、Murata S 等：“丙型肝炎病毒核心蛋白的 PA28gamma 依赖性核保留和降解。”J Virol。

Hirano Y, Murata S, Tanaka K, Shimizu M, Sato R.: "Sterol regulatory element-binding proteins are negatively regulated through SUMO-1 modification independent of the ubiquitin/26 S proteasome pathway."J Biol Chem.. 278(19). 16809-16819 (2003)

Hirano Y、Murata S、Tanaka K、Shimizu M、Sato R.：“甾醇调节元件结合蛋白通过 SUMO-1 修饰受到负调节，与泛素/26 S 蛋白酶体途径无关。”J Biol Chem.. 278(19)