フィードバック・リン酸化によるMAPK経路の活性調節機構と増殖・発癌制御

通过反馈磷酸化调节 MAPK 通路活性并控制增殖和癌变

基本信息

批准号：
20013009
负责人：
武川睦寛
金额：
$ 8.06万
依托单位：
Nagoya University (2009)The University of Tokyo (2008)
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：
2008
资助国家：
日本
起止时间：
2008 至 2009
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20013009/
关键词：
シグナル伝達リン酸化分子間相互作用 MAPキナーゼ

项目摘要

哺乳類細胞には、少なくとも3種類のMAPKカスケード(ERK/p38/JNK)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MAPK経路が、如何にして誤ったシグナル伝達を回避しているかを解明することは、発癌制御の観点からも重要である。本研究では、MAPKKK-MAPKK分子間の特異的結合を規定し、シグナル伝達の正確さを保証する分子機構の解明を行った。その結果、全てのMAPKK分子のC末端領域に、対応する上流のMAPKKK分子との選択的結合に必要な新規ドッキング・サイト(DVDサイトと命名)が存在することを見出した。さらに、このDVDサイトが、MAPKKKからMAPKKへの効率的シグナル伝達にも必須であることを明らかにした。また、DVDサイトの機能を阻害する合成ペプチドを開発して、このペプチドが特定のMAPKKの活性化を強く抑制し得ることを示した。即ち、DVDサイトをターゲットとした分子標的薬剤を開発することで、MAPK路の活性阻害剤の創薬が可能であり、癌治療に応用し得ることを示した。また我々は、MAPKK分子のDVDサイト近傍に存在するS/T残基が、下流のMAPKによって刺激依存的にリン酸化されること見出し、さらに、この様なフィードバック・リン酸化によってDVDサイトの機能が阻害されてMAPKK活性が低下し、融PK経路の活性持続時間が調節されていることを明らかにした。また、癌細胞におけるERKの異常な活性亢進がDVDサイトのリン酸化異常を惹起してDVDサイトの機能にも影響を与えることを見出した。これらの結果から、ドッキング・サイトを介した各キナーゼ分子間の相互作用が、MAPK経路のシグナル特異性維持、および活性制御に重要であり、またその制御異常が発癌に関与することが示唆された。

哺乳动物细胞中至少有三种类型的MAPK级联反应（ERK/p38/jnk），但是在这些多个MAPK途径之间没有错误的信号混淆。从致癌控制的角度来看，这也很重要，以阐明对控制细胞增殖和死亡很重要的MAPK途径避免了错误的信号传导。在这项研究中，我们定义了MAPKKKKKKK分子之间的特定结合，并阐明了确保信号准确性的分子机制。结果，发现所有MAPKK分子的C末端区域都有一个新型的对接位点（称为DVD位点），才能选择性结合与相应的上游MAPKK分子。此外，它揭示了该DVD位点对于从MAPKK到MAPKK的有效信号也至关重要。我们还开发了抑制DVD位点功能的合成肽，表明该肽可以强烈抑制特定MAPKK的激活。也就是说，已经表明，通过开发靶向DVD位点的分子靶向剂，可以发现MAPK区活动抑制剂的药物，并且可以将其应用于癌症治疗。我们还发现，MAPKK分子DVD位点附近存在的S/T残基以刺激依赖性的方式被下游MAPK磷酸化，并且这种反馈磷酸化抑制了DVD位点的功能，减少了MAPKK活性，并减少了MAPKK活性，并调节了融合pk pk的持续时间。我们还发现，ERK在癌细胞中的异常增加会导致DVD位点异常的磷酸化，从而影响DVD位点的功能。这些结果表明，每个激酶分子之间通过对接位点之间的相互作用对于维持信号特异性和控制MAPK途径的活性很重要，并且失调的失调与致癌作用有关。