エンドソーム・リソソーム系蛋白分解機構におけるカテプシンEの役割

组织蛋白酶E在内体-溶酶体蛋白降解机制中的作用

基本信息

批准号：
10163229
负责人：
山本建二
金额：
$ 1.41万
依托单位：
Kyushu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
财政年份：
1998
资助国家：
日本
起止时间：
1998 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

カテプシシEはカテプシンDとともに動物細胞における主要な細胞内アスパラギン酸プロテアーゼである。筆者らはこれまでの一連の研究から、カテプシンEが非リソゾーム性酵素として限定的な分布をし、組織・細胞によって細胞膜型または細胞質型、あるいはその両方の存在様式をとることを明らかにした。また、カテプシンEは粗面小胞体上のリボゾームで合成された後、古典的分泌経路でゴルジ野に運ばれ二量体を構成することが示めされたが、その最終局在部位が細胞種によって異なるため、その選別・輸送および活性分子への変換機構については殆ど未解明のままであった。前年度の研究から、カテプシシEは最終的にはエンドソーム・リソソーム蛋白分解システムに寄与するこが示唆されたものの、多くの細胞では本酵素は成熟型酵素まで変換されておらず、活性化部位である酸性コンパートメントへも輸送されていないことが示されている。そこで本年度の研究では、NRK細胞に野生型および各種変異を導入したカテプシンE分子を発現させ、酸性コンパートメント以外の部位でのリテンション機構や活性化へのシグナル機構を詳細に解析した。NRK細胞に発現させた野生型カテプシンEはもっぱら小胞体に局在し、高マンノース型糖鎖をもつプロ型酵素であった。この細胞をSH還元剤で処理すると本酵素の大部分が小胞体から消失し細胞外へ分泌された。小胞体に局在するプロ分子は単量体として存在することから、本酵素の二量体を形成するための47番目のシステイン残基が小胞体に貯留するために重要であることが示唆された。また、このシステイン残基を含むプロ部分を欠いた変異体が小胞体に局在せず細胞外に検出されることからも、このシステイン残基を介した本酵素の小胞体貯留機構が示唆された。糖鎖を欠損させた変異体を発現させてもNRK細胞での局在には変化は見られず、小胞体での貯留には糖鎖は重要ではないことが示された。

组织蛋白酶 E 与组织蛋白酶 D 是动物细胞中主要的细胞内天冬氨酸蛋白酶。作者从之前的一系列研究中发现，组织蛋白酶 E 作为非溶酶体酶的分布有限，并且存在于细胞膜类型、细胞质类型或两者中，具体取决于组织和细胞。此外，组织蛋白酶E在粗面内质网的核糖体中合成，然后通过经典分泌途径转运至高尔基体区域形成二聚体；然而，其最终定位位点因细胞类型而异。选择、运输和转化为活性分子的机制在很大程度上仍然未知。尽管去年的研究表明组织作用 E 最终参与内体/溶酶体蛋白水解系统，但在许多细胞中，这种酶并未转化为成熟形式，并且它在激活位点仍然保持活性。不被输送到某些酸性室。因此，在今年的研究中，我们在NRK细胞中表达了野生型和各种突变的组织蛋白酶E分子，并详细分析了酸性区室以外位点的保留机制以及激活的信号机制。 NRK 细胞中表达的野生型组织蛋白酶 E 仅定位于内质网，是一种具有高甘露糖糖链的前型酶。当这些细胞用SH还原剂处理时，大部分酶从内质网消失并分泌到细胞外。由于定位于内质网的前体分子以单体形式存在，因此表明形成该酶二聚体的第47个半胱氨酸残基对于在内质网Ta中的储存很重要。此外，缺乏含有该半胱氨酸残基的前体的突变体并不定位于内质网，而是在细胞外检测到，这一事实表明内质网通过该半胱氨酸残基储存该酶的机制。即使表达缺乏糖链的突变体，NRK 细胞中的定位也没有观察到变化，这表明糖链在内质网中的储存并不重要。