細胞外からのシグナルの変換体としての転写制御因子Mafの生化学

转录调节因子 Maf 作为细胞外信号转导器的生物化学

基本信息

批准号：
17054025
负责人：
片岡浩介
金额：
$ 2.11万
依托单位：
Nara Institute of Science and Technology
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-17054025/
关键词：
転写制御因子シグナル伝達遺伝子発現制御

项目摘要

Maf転写因子ファミリーは、DNA結合転写制御因子としては最も研究が進んでいる因子のひとつであり、生体内のさまざまな局面で細胞の分化・恒常性の維持にとって重要な役割を担っていることが、細胞・個体レベルであきらかにされてきている。一方で、Mafが細胞外のさまざまなシグナルに応答して活性を変化させる「シグナル変換体」としての側面を持つことが最近あきらかになりつつあるが、その調節システムはよくわかっていない。本研究は、Mafタンパク質の活性調節システムを分子レベルであきらかにすることを目的としている。これまでの研究において、Mafファミリータンパク質が細胞内でリン酸化を受ける部位をあきらかにしてきた。さらに本研究では、Mafファミリータンパク質がSUMO(Small Ubiquitin-like Modifier)タンパク質により修飾されることを見出し、その修飾部位であるリジン残基を決定した。さらに、これらのさまざまな翻訳後修飾がMafタンパク質の活性(細胞内局在、DNA結合能、転写活性化能・など)におよぼす影響について詳細に解析を行ったところ、Mafファミリー転写因子の活性は、これらの翻訳後修飾により多段階で制御されていることがわかった。例えば、SUMO修飾はMafの転写活性に対して抑制的であること、Mafタンパク質のN末端側の複数のリン酸化は、意外なことにMafのDNA結合能(C末端側のbasic leucine zipper構造が担っている)を促進すること、などである。特に外界のシグナルとの関連では、細胞外グルコース濃度に応じたMafタンパク質の安定性の変化(分解の速度の制御)が、N末端側の複数のリン酸化によって規定されていることを見出した。しかしながらこの変化は、リン酸化の程度の変化ではなく、グルコース濃度に応じた分解系の活性の変化にもとづくことがわかった。すなわち、Mafタンパク質の直接の修飾の変化ではなく、その制御機構の変化が本質であり、Maf転写因子ファミリーの活性制御機構すなわち「シグナル変換」の分子機構の解明は新しい展開を迎えつつある。

Maf转录因子家族是研究最多的DNA结合转录调节因子之一，已被证明在维持体内各个阶段的细胞分化和稳态中发挥重要作用，并在细胞/个体水平上得到了明确证明。另一方面，最近人们已经清楚，Maf 作为一种“信号转换器”，可以响应各种细胞外信号而改变其活性，但其调节系统尚不清楚。本研究的目的是在分子水平上阐明Maf蛋白的活性调控系统。先前的研究揭示了 Maf 家族蛋白在细胞内发生磷酸化的位点。此外，在这项研究中，我们发现Maf家族蛋白被SUMO（Small Ubiquitin-like Modifier）蛋白修饰，并确定了修饰位点的赖氨酸残基。此外，我们还详细分析了这些各种翻译后修饰对Maf蛋白活性（胞内定位、DNA结合能力、转录激活能力等）的影响，发现Maf家族转录因子的活性，是发现这些翻译后修饰在多个阶段受到调节。例如，SUMO修饰抑制了Maf的转录活性，而Maf蛋白N端的多重磷酸化意外地影响了Maf的DNA结合能力（C端的基本亮氨酸拉链结构）。包括促进发展特别是，与外部信号相关，我们发现 Maf 蛋白稳定性（控制降解速率）响应细胞外葡萄糖浓度的变化受到 N 端侧多重磷酸化的调节。然而，发现这种变化不是基于磷酸化程度的变化，而是基于取决于葡萄糖浓度的分解系统的活性的变化。也就是说，本质上并不是Maf蛋白直接修饰的改变，而是其控制机制的改变，以及阐明Maf转录因子家族活性控制机制的分子机制，或者说“信号转导” ”正在迎来新的转机。