新規脱ユビキチン化酵素AMSHノックアウトによるユビキチン病発症機構の研究

敲除新型去泛素化酶AMSH研究泛素疾病发病机制

基本信息

批准号：
17028005
负责人：
田中伸幸
金额：
$ 3.97万
依托单位：
Miyagi Cancer Center Research Institute (2006)Tohoku University (2005)
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

細胞表面蛋白は「積荷蛋白(cargo)」として、エンドソームにおいて、選別輸送・分解を受ける。cargoの小胞への輸送・分解にはユビキチン修飾が重要である。我々は以前にSTAMおよびHrsを同定したが、これらは複合体を形成しユビキチン化cargoを初期エンドソーム上で選別輸送する。本研究ではSTAM結合分子AMSHを同定した。AMSHは脱ユビキチン活性を有することが報告されたため、小胞輸送における機能の解明するためAMSH会合分子を同定した。TOF-MS法により小胞輸送関連蛋白CHMP3を同定し、これらが複合体を形成しMVBおよび後期エンドソーム上で機能することがわかった。AMSHは、N末端領域を介してCHMP3と結合し、CHMP3結合能を欠いたAMSH変異体を発現すると細胞内小胞の拡大とユビキチン化蛋白の蓄積を認めた。同様の小胞異常は、AMSHのノックダウン、あるいは活性欠損変異体の発現によっても認められた。AMSH欠損マウスを作ったところ、アルツハイマー病様の神経変性疾患を発症し生後3週間程度で死亡した。AMSH欠損マウスの変性神経細胞内にユビキチン化蛋白が蓄積していることが分かった。脱ユビキチン化酵素AMSHが、基質蛋白の分解を制御することにより、神経細胞生存・維持に重要な役割を担っていることが示唆された。蓄積したユビキチン化蛋白の同定においては、2次元電気泳動において有意に蓄積する蛋白を複数認めていることから、今後質量分析法を用いて蛋白同定を行うことで新たな神経変性疾患の病態解明が期待される。

细胞表面蛋白作为“货物蛋白”在内体中选择性运输和降解。泛素修饰对于将货物运输和降解到囊泡中非常重要。我们之前鉴定了 STAM 和 Hrs，它们形成一个复合物，选择性地将泛素化货物转运到早期内体上。在这项研究中，我们鉴定了 STAM 结合分子 AMSH。由于 AMSH 已被报道具有去泛素化活性，我们鉴定了 AMSH 相关分子以阐明其在囊泡运输中的功能。我们使用 TOF-MS 鉴定了囊泡转运相关蛋白 CHMP3，并发现它形成复合物并在 MVB 和晚期内体上发挥作用。 AMSH通过其N末端区域与CHMP3结合，当表达缺乏CHMP3结合能力的AMSH突变体时，观察到细胞内囊泡扩张和泛素化蛋白的积累。通过敲低 AMSH 或表达活性缺陷突变体也观察到类似的囊泡异常。当 AMSH 缺陷小鼠被创造出来时，它们会患上类似阿尔茨海默病的神经退行性疾病，并在出生后约 3 周死亡。我们发现泛素化蛋白在 AMSH 缺陷小鼠的退化神经细胞中积累。这些结果表明去泛素化酶 AMSH 通过控制底物蛋白的降解在神经元存活和维持中发挥重要作用。关于积累的泛素化蛋白质的鉴定，二维电泳显示几种蛋白质显着积累，因此希望未来利用质谱法进行蛋白质鉴定将有助于阐明新的神经退行性疾病的病理学。