酵母ストレス応答MAPK経路におけるG蛋白質シグナル制御機構

酵母应激反应MAPK通路中G蛋白信号控制机制

基本信息

批准号：
20054006
负责人：
舘林和夫
金额：
$ 3.33万
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：
2008
资助国家：
日本
起止时间：
2008 至 2009
项目状态：
已结题

项目摘要

環境変化に迅速に適応するため、生物にはストレス応答MAPK情報伝達経路が存在する。この経路は真核生物でよく保存されており、出芽酵母では高浸透圧適応に関わるHOG経路、接合経路、栄養条件に応答する擬菌糸経路が存在する。各経路はそれぞれ異なる環境ストレスに応じて活性化するが、三つの経路で共通に働くシグナル因子が存在し、Rho型G蛋白質であるCdc42もその一つである。共通因子を有するMAPK経路の中で、特定刺激に対して特定経路だけの活性化を保証する機構は、シグナル特異性の維持、経路間のクロストーク制御に必須である。我々はSte11 MAPKKKの結合タンパク質であるSte50が膜蛋白質のOpy2により細胞膜にリクルートされ、これがHOG経路や擬菌糸経路の活性化に必須であることを見いだした。両者の結合はリン酸化によりダイナミックに制御されており、Ste50は高浸透圧刺激などにより活性化したMAPキナーゼによるリン酸化を受けてOpy2との結合が負に制御されることがわかった。またOpy2も栄養環境(具体的には炭素源としてのグルコースの有無)に応じてリン酸化・脱リン酸化を受け、Ste50との結合性を変化させていることを見いだした。高浸透圧応答に必須なSte50とOpy2の結合が栄養条件に依存してその様式を動的に変化させることから、両者の結合は細胞が浸透圧、栄養条件など複数の環境ストレス刺激を感知し、刺激に応じて適応反応を調節する制御点であると考えられる。

为了快速适应环境变化，生物具有应力响应性的MAPK信号通路。该途径在真核生物中是充分保守的，在萌芽的酵母中，有一个猪途径涉及高渗透适应性，结合途径以及对养分条件有反应的假性途径。每种途径响应于不同的环境应力而激活，但是有一些信号因子在三个途径中起作用，而Rho-type G蛋白Cdc42是其中之一。在具有常见因素的MAPK途径中，仅保证仅激活特定刺激的特定途径的机制对于维持信号特异性和控制途径之间的串扰至关重要。我们发现Ste50是Ste11 mapkkk的结合蛋白，被膜蛋白OPY2募集到细胞膜，这对于激活猪和菌丝途径至关重要。两者之间的结合通过磷酸化动态控制，发现Ste50通过MAP激酶通过高渗刺激激活的MAP激酶进行磷酸化，并且与OPY2的结合受到负面控制。还发现，OPY2经过营养环境（特别是存在或不存在葡萄糖作为碳源），经历磷酸化和去磷酸化，从而改变其与Ste50的结合特性。由于STE50和OPY2的结合对于高渗透反应至关重要，它根据营养条件动态改变其模式，因此人们认为两者之间的结合是一个控制点，其中细胞感知多种环境应激刺激（如渗透压和营养条件），并根据对刺激的反应来调节适应性反应。