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是动物细胞中的主要肠内大小蛋白酶，以及CatepsinD。虽然组织蛋白酶D作为典型的溶酶体在组织和细胞中广泛分布，但组织蛋白酶E作为非斜体酶的分布有限，并取决于组织和细胞，细胞膜类型或细胞类型或两者兼而有之存在的形式。从以前的实验中，我们已经表明，在粗糙的速度速度卵泡上，在核糖体上合成组织蛋白酶E，然后在经典分泌路径上携带到Gorgi，但其最终部分是由于细胞物种而进行的。 /运输和转化机制向活性分子几乎揭示。在这项研究中，我们首先分析了使用大鼠拉pon子巨噬细胞和大鼠脑小胶质细胞的组织蛋白酶E和细胞内转运机制的生物合成。 ^3H从脉冲追逐实验中使用蛋氨酸和免疫电子的细胞化学分析，组织蛋白酶E被合成为膜结合旋转组上的专业前体，然后通过峡谷设备运输到终点。在此期间，PRO -PRO部分被切断，并且糖链从高较高的北型转换为复杂类型。人们认为它发生在TGN或Endome中，因为它在酸性环境中是自我催化的，例如专业的K K和成熟的酶。另一方面，为了了解组织蛋白酶E和组织蛋白酶D的细胞功能之间的差异和相互作用，分析了组织蛋白酶D敲除（D^<-1->）小鼠（由P.Saftig在德国提供） 。 D^<-1-> Macus巨噬细胞的组织蛋白酶E被转运到成熟的酶，如正常小鼠的巨噬细胞中，如正常小鼠的巨噬细胞，在合成后传输到末端的末端隔室。但是，小鼠小鼠中组织蛋白酶E的表达远低于正常小鼠的表达，并且分泌的分子是细胞外的专业酶的表达相对增加。这些结果表明，组织蛋白酶D对组织蛋白酶E的表达和细胞内转运有一定的影响。此外，在使用第一代培养大鼠胸腺细胞的实​​验中，组织蛋白酶E是一种富兰兰花后具有峡谷装置的中间分子，并且可能是在ofstragoli或tgn上具有复合糖链的中间分子。据表明，当用类固醇刺激胸腺时，该中间分子被转运到某些末端的隔室，并转化为成熟的分子。

项目成果

Maeda, H. et al.: "Limited and selective localization of the lysosomal membrane glycoproteins LGP85 and LGP96 in rat osteoclasts"Histochem. Cell. Biol.. 111. 245-241 (1999)

Maeda, H. 等人：“大鼠破骨细胞中溶酶体膜糖蛋白 LGP85 和 LGP96 的有限和选择性定位”Histochem。

Wang, H-D. et al.: "Differential effects of Bcl-2 overexpression on CA1 hippocampal and denatate granule cells following hypoxic-ischemia in the adult mice"J. Neurosci. Res.. 57. 1-12 (1999)

王，H-D。