平滑筋特異的に発現する新しいカルパイン分子種の構造と機能に関する研究

平滑肌特异性表达的钙蛋白酶新分子种类的结构与功能研究

• 批准号: 05780430
• 负责人: 反町 洋之
• 金额: $ 0.58万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1993
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1993 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-05780430/
• 关键词: カルパイン; 組織特異的発現; 胃; システインプロテアーゼ; カルシウム; altemative splicing; Ca^<2+>結合領域; 遺伝子発現

カルパインはCa^<2+>依存性細胞内システインプロテアーゼであり、直接細胞内タンパク質と相互作用する細胞内モジュレーターと考えられる。従来から研究されているmu-,m-カルパインは普遍的に発現し、細胞の基本的かつ重要な機能を担うと予想されるのに対し、我々は骨格筋特異的に発現する第3の分子種を見いだした。組織特異的カルパインは、組織の機能と関連した解析、構造比較が可能なため非常に有用である。そこで我々は、さらに組織特異的カルパインを探索し、胃特異的に発現する分子種を発見した。本研究ではまずこの構造を完全に決定し、全長をコードするmRNAに加え、alternative splicingによってC-末端のCa^<2+>結合領域を欠損する構造も存在することを明らかにした。すなわち、一つはアミノ酸703残基から成り全長にわたってmu-,m-カルパイン大サブユニットに相同性を持っていたのに対して、一方は381残基から成り、ほぼプロテアーゼドメインのみを含んでおり、それぞれnCL-2,nCL-2'と名付けた。Ca^<2+>結合領域の欠損は、カルパインが元来Ca^<2+>を要求しないプロテアーゼであることを示唆するため、活性制御機構や分子進化を解析する上でも非常に興味深い。そこで、これらの転写調節機構を解析するためにnCL-2,-2'の遺伝子を解析した結果、両者が同一の遺伝子座に存在することが確認され、遺伝子も1コピーであることが明らかとなった。現在、上流領域の解析などを進めているところである。また、nCL-2,nCL-2'をCOS細胞に発現し、これらの発現様式を解析したところ、特にnCL-2は、浮き上がってきた細胞に多く発現していることが明らかとなった。このことが細胞のアポトーシスなどと関係している可能性もあり、現在さらなる解析を進めているところである。

钙蛋白酶是ca^<2+> - 依赖性细胞内半胱氨酸蛋白酶，被认为是直接与细胞内蛋白相互作用的细胞内调节剂。尽管传统研究MU-，但预计M-钙蛋白会被普遍表达并发挥基本和重要的细胞功能，但我们发现了在骨骼肌中特异性表达的第三个分子物种。组织特异性钙蛋白酶非常有用，因为它允许与组织功能有关的分析和结构比较。我们进一步探索了组织特异性的钙蛋白酶，并发现了胃肠道的分子物种。首先完全确定了该结构，并揭示了除了全长编码mRNA之外，还有一些结构缺乏通过替代剪接在C-terminus处的Ca^<2+>结合区域。也就是说，一个由703个氨基酸残基组成，并在整个长度上与大型Mu-钙蛋白亚基具有同源性，而另一个由381个残基组成，几乎包含一个蛋白酶结构域，分别命名为NCL-2和NCL-2'。 Ca^<2+>结合区域中的缺陷表明Calpain最初是一种蛋白酶，不需要Ca^<2+>，因此在分析活性调节机制和分子进化时非常有趣。因此，为了分析这些转录调节机制，我们分析了NCL-2，-2'基因，并确认它们存在于同一基因座，并且发现这些基因也是一个副本。目前，我们目前正在研究上游区域。此外，当在COS细胞中表达NCL-2和NCL-2'并分析表达模式时，揭示了NCL-2尤其在出现的细胞中更丰富地表达。这可能与细胞凋亡和其他因素有关，目前正在进行进一步的分析。

项目成果

Sorimachi,Hiroyuki: "Muscle-specific calpain,P94,is degraded by autolysis immediately after translation,resultiog in disappearance from muscle." J.Biol.Chem.268. 10593-10605 (1993)

Sorimachi，Hiroyuki：“肌肉特异性钙蛋白酶 P94 在翻译后立即被自溶降解，导致从肌肉中消失。”

Sorimachi,Hiroyuki: "A novel calpain species,n-calpain,active at nM levels of calcium?" Biological Functions of Proteases and Inhibitors. (in press). (1994)

Sorimachi,Hiroyuki：“一种新的钙蛋白酶种类，n-钙蛋白酶，在 nM 钙水平下具有活性？”

Sorimachi,Hiroyuki: "A novel tissue-specific calpain species expressed predominantly in the stomach comprises two alternative splicing products with and without Ca^<2+>-binding domain." J.Biol.Chem.268. 19476-19482 (1993)

Sorimachi,Hiroyuki：“一种主要在胃中表达的新型组织特异性钙蛋白酶种类，包含两种具有和不具有 Ca^2 结合结构域的选择性剪接产物。”

反町 洋之: "カルパインの新しい局面" 生化学. 65. 1170-1174 (1993)

Hiroyuki Sorimachi：“钙蛋白酶的新方面”生物化学 65. 1170-1174 (1993)。

Sorimachi,Hiroyuki: "Identification and localization of a novel muscle-specific calpain,p94." Proteolysis and Protein Turnover.(Portland Press Ltd.,London). 45-49 (1993)

Sorimachi，Hiroyuki：“一种新型肌肉特异性钙蛋白酶的鉴定和定位，p94。”