ドッキング・サイトを介したMAPK経路の特異性維持機構と癌におけるその異常

通过对接位点维持MAPK通路特异性的机制及其在癌症中的异常

基本信息

批准号：
17014025
负责人：
武川睦寛
金额：
$ 4.29万
依托单位：
The University of Tokyo
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：
2005
资助国家：
日本
起止时间：
2005 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-17014025/
关键词：
MAPキナーゼ蛋白質複合体シグナル伝達

项目摘要

哺乳類細胞には、細胞増殖に作用するERKとストレス応答に関与するp38/JNKという少なくとも3種類のMAPKカスケードが存在するが、これら複数のMAPK経路間でシグナルの誤った混線は起こらない。細胞増殖と死の制御に重要な機能を持つMAPK経路が如何にして誤ったシグナル伝達を回避し、正確な情報伝達を可能にしているかを明らかにすることは、細胞癌化メカニズムの解明に大いに貢献すると考えられる。本研究においては、MAPKKK-MAPKK分子間の特異的結合を規定し、MAPK経路の正確なシグナル伝達を可能にする未知分子機構の解明を行った。始めにp38経路のMAPKKであるMKK6分子内で、MTK1等のMAPKKK分子との結合に必要な領域の同定を試みた。その結果、MKK6のC末端に位置する約20アミノ酸の領域が、MAPKKKとの選択的結合に必須の新規ドッキング・サイトであることを見出した。興味深いことに、同様のドッキング・サイトがMKK6のみならず、我々が調べた全てのMAPKK分子(MEK1、MKK3/4/6/7)に保存されており、それぞれが対応する上流のMAPKKK分子との結合に必要であることが確認された。また、ドッキング・サイトにアミノ酸変異を導入したり、この領域に相同なアミノ酸配列を持つ合成ペプチドを細胞に導入して、MAPKKK-MAPKK間の結合を阻害することにより、ストレス刺激、サイトカインや増殖因子等によるMAPKKの活性化がほぼ完全に抑制されることを見出した。以上の実験結果から、ドッキング・サイトを介した分子間結合がMAPK経路のシグナル特異性の維持および効率的シグナル伝達に必須であることが明らかになった。また、ドッキング・サイトをターゲットとした分子標的療法を開発することで、特定のMAPK経路をMAPKKのレベルで選択的に阻害し得る可能性が示唆された。

哺乳动物细胞至少具有三种类型的MAPK级联反应：ERK，其作用于细胞增殖和p38/jnk，涉及应力响应，但是这些多重MAPK途径之间没有错误的信号混淆。据信，澄清在控制细胞增殖和死亡方面具有重要功能的MAPK途径避免了错误的信号传导并实现准确的信号传导，这将极大地促进细胞致癌机理的阐明。在这项研究中，我们定义了MAPKKKKKKK分子之间的特定结合，并阐明了允许MAPK途径准确信号传导的未知分子机制。首先，我们试图确定与MKK6分子（MKK6分子）（这是p38途径的MAPKK）内结合的区域。结果，我们发现位于MKK6 C末端的大约20个氨基酸的区域是一个新颖的对接位点，对于选择性结合与MAPKKK所必需。有趣的是，类似的对接位点不仅在MKK6中保守，而且在我们研究的所有MAPKK分子中也保留了（MEK1，MKK3/4/6/6/7），并且确认每个分子都可以与相应的上游MAPKK分子结合所必需。此外，发现，通过将氨基酸突变引入对接位点，并引入与该区域同源的氨基酸序列的合成肽，从而抑制MAPKKK和MAPKK之间的结合，通过应力刺激，细胞因子，生长因子等通过压力刺激，几乎完全抑制了MAPKK。上述实验结果表明，通过对接位点进行分子间结合对于维持MAPK途径的信号特异性和有效的信号转导至关重要。还有人提出，靶向对接位点的分子靶向疗法的发展可以选择性地抑制MAPKK水平的特定MAPK途径。