シャペロン依存的Ub化酵素と相互作用する新規プロテアソームサブユニットの機能解析

与伴侣依赖性泛素转移酶相互作用的新型蛋白酶体亚基的功能分析

基本信息

批准号：
17028002
负责人：
川原裕之
金额：
$ 3.97万
依托单位：
Hokkaido University
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 2006
项目状态：
已结题

项目摘要

最近、シャペロン-プロテアソーム依存性の蛋白質代謝システムが細胞の恒常性維持に必須な役割を演じていることが明確になりつつある。プロテアソームは総数50種以上のサブユニット群から構成された巨大な多成分複合体であり、主としてユビキチン化された標的蛋白質を選択的に分解するATP依存性プロテアーゼである。これまで多くの変性蛋白質がユビキチン-プロテアソーム経路で認識・代謝されることが報告されてきたが、最近、26Sプロテアソームがシャペロン-ユビキチンシステムと能動的に相互作用しながら細胞内基質を選別するダイナミックな識別機構が明らかになりつつある。本研究で我々はプロテアソームの基質識別サブユニットのひとつが、2型ユビキチン様蛋白質Scytheを介してプロテアソーム本体とシャペロン依存性ユビキチンリガーゼXchipとを結びつけるアダプター的役割を果たしていることを突き止めた。Scytheは種々のシャペロンと相互作用することが知られている抗アポトーシス蛋白質であるが、ユビキチン-プロテアソーム系との相互作用を不能にしたScythe蛋白質の発現は、細胞死の調節経路に重大な影響を与えることを我々は見出しつつある。すなわち我々は、Rpn10cとの結合に関与するScytheのN末端領域を解析し、それがタンデムに並ぶ連結した4つのユビキチン様ドメインからなり、少なくとも2つのドメインの存在がRpn10cとの結合に必要であることを明らかにした。また、そのドメインがアポトーシス制御に必要であることを明らかにした。さらに、これらのドメインが多量体化におかかわること、ユビキチン依存的蛋白質分解系に直接関わる事などを初めて明らかにした。さらに本研究では、プロテアソームとシャペロン依存性ユビキチンリガーゼの協調機構の解明を目指すべく、線虫C.elegansを用いた逆遺伝学的機能解析を行ってた。我々は既に、RNA干渉法を用いてプロテアソーム基質識別サブユニットとシャペロン依存性ユビキチンリガーゼが協調して生殖細胞の形成に必須であることを見い出しており、論文出版の成果を挙げる事が出来た。

最近，很明显，伴侣蛋白依赖性蛋白质代谢系统在维持细胞稳态中起着至关重要的作用。蛋白酶体是一个由总计50个亚基组组成的巨大多组分复合物，并且是ATP依赖性蛋白酶，其选择性降解主要降解主要是泛素化靶蛋白。据报道，许多变性蛋白被泛素 - 蛋白酶体途径识别和代谢，但是最近，一种动态歧视机制，通过该机制26S蛋白酶体可主动与伴侣蛋白 - 泛素系统相互作用，并选择细胞内底物很清楚。在这项研究中，我们发现，蛋白酶体的底物呈呈区分的亚基在将蛋白酶体体与伴侣蛋白依赖性的泛素连接酶XCHIP连接起来，通过2型泛素类蛋白样蛋白Scythe起着适配器的作用。尽管Scythe是一种已知与多种伴侣相互作用的抗凋亡蛋白，但我们发现Scythe蛋白的表达使其无法与泛素 - 蛋白酶体系统相互作用，对细胞死亡的调节途径具有重大影响。因此，我们分析了与RPN10C结合的Scythe的N末端区域，并透露它由沿串联的四个连接的泛素样域组成，并且与RPN10C结合需要至少两个域的存在。它还揭示了调节细胞凋亡所必需的结构域。此外，首次揭示了这些域参与了多聚化，并且它们直接参与了依赖泛素依赖性蛋白水解系统。此外，在这项研究中，为了阐明蛋白酶体和伴侣依赖性的泛素连接酶之间的合作机理，我们使用线虫c。Elegres进行了反向遗传功能分析。我们已经使用RNA干涉法来发现蛋白酶体底物区分亚基和依赖伴侣的泛素连接酶对于合作中的生殖细胞形成至关重要，从而导致论文发表。