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

• 批准号: 11144229
• 负责人: 山本 健二
• 金额: $ 1.73万
• 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: 1999
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1999 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-11144229/
• 关键词: カテプシンE; カテプシンD; 細胞内アスパラギン酸プロテアーゼ; 生合成; 細胞内輸送; プロセシング; ノックアウト; マクロファージ; カテプシンE; カテプシンD; 細胞内アスパラギン酸プロテアーゼ; 生合成; 細胞内輸送; プロセシング; ノックアウト; マクロファージ

カテプシン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。カテプシンDが典型的なリソソーム酵素として組織・細胞に広く分布しているのに対し、カテプシンEは非リソソ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。筆者らはこれまでの実験から、カテプシンEが粗面小胞体上のリボソ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ることを示したが、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ほとんど未解明であった。本研究では、まずラット腹腔マクロファージおよびラット脳ミクログリアを用いてカテプシンEの生合成と細胞内輸送機構を解析した。^3H-メチオニンを用いたパルスチェイス実験と免疫電顕による細胞化学的解析から、カテプシンEは膜結合リボソーム上でプレプロ体として合成された後、ゴルジ装置を経てエンドソームに輸送される。この間にプレプロ部は切断除去され、糖鎖は高マンノース型から複合型へと変換される。プロ型kら成熟型酵素への変換は酸性環境下で自己触媒的に行われることから、TGNあるいはエンドソームで起こるものと考えられる。一方、カテプシンEとカテプシンDの細胞機能における相違や相互関係を知る目的でカテプシンDノックアウト(D^<-1->)マウス(ドイツのP.Saftigから供与)由来の腹腔マクロファージのカテプシンEの性状を解析した。D^<-1->マウスのマクロファージのカテプシンEは、正常マウスのマクロファージと同様に生合成後エンドソーム様コンパートメントに輸送されて成熟型酵素へ変換された。しかし、D^<-1->マウスのマクロファージでのカテプシンEの発現量は正常マウスのものと比べるとはるかに少なく、また細胞外にプロ型酵素として分泌される分子が相対的に増加していた。これらの結果は、カテプシンDがカテプシンEの発現や細胞内輸送に何らかの影響を与えていることを示唆している。さらに、初代培養ラット胸腺細胞を用いた実験では、カテプシンEは生合成後、小胞体を経てゴルジ装置に達し、恐らくトランスゴルジまたはTGNに複合型糖鎖をもつ中間型分子として局在することが示された。この中間型分子はステロイドなどで胸腺細胞が刺激されると、エンドソーム様コンパートメントへ輸送されて成熟型分子へと変換されることが明らかにされた。

组织蛋白酶E以及组织蛋白酶D是动物细胞中主要的细胞内天冬氨酸蛋白酶。组织蛋白酶D被广泛地分布在组织和细胞中，作为典型的溶酶体酶，而组织蛋白酶E则作为非溶酶体酶的分布有限，以细胞膜类型，细胞质类型或两者兼而有之，取决于组织和细胞。从以前的实验中，我们已经证明，在粗糙的内质网的核糖体中合成组织蛋白酶E，然后通过经典的分泌途径运输到高尔基州，但由于其最终定位位点因其最终的定位位点而异，具体取决于细胞类型，其对分类的机制，运输和转换为活跃的分子的机制已成为现有分子的机制。在这项研究中，我们首先使用大鼠腹膜巨噬细胞和大鼠脑小胶质细胞分析了组织蛋白酶E的生物合成和细胞内转运机制。从使用 ^3H-甲硫氨酸和通过免疫电子显微镜进行细胞化学分析的脉冲练习实验，组织蛋白酶E被合成为膜结合的核糖体上的前动物，然后通过高尔基设备运输到内体。在此期间，切断prepro部分，糖链从高甘露糖类型转换为复杂类型。自从Pro-Type K等人的成熟酶转化以来。在酸性环境中进行自身催化，被认为是在TGN或内体中发生的。另一方面，我们分析了来自组织蛋白酶D敲除（D^<-1->）小鼠（由德国P. Saftig捐赠）的腹膜巨噬细胞中组织蛋白酶E的特性，以找出d. <-1-> 1-> - 1-> - 1-> extrike and to andose的差异和相互作用，以找出差异和相互作用。转化为成熟的酶，类似于正常小鼠巨噬细胞的酶。然而，在D^<-1->小鼠中巨噬细胞中组织蛋白酶E的表达水平远低于正常小鼠的表达水平，并且分泌为原型酶的分子数量相对增加。这些结果表明，组织蛋白酶D对组织蛋白酶的表达和细胞内转运有一定影响。此外，使用原代培养大鼠胸腺细胞的实​​验表明，在生物合成后，组织蛋白酶通过内质网达到高尔基体装置，并且很可能被定位为跨高尔基或TGN中复杂的聚糖的中间分子。据揭示，当用类固醇刺激胸腺细胞或类似胸腺细胞时，该中间分子被转运到内体样室并转化为成熟的分子。