低分子量G蛋白質とその標的蛋白質による血管構築の分子機構

低分子量G蛋白及其靶蛋白构建血管的分子机制

• 批准号: 11158215
• 负责人: 貝淵 弘三
• 金额: $ 1.28万
• 依托单位: Nara Institute of Science and Technology
• 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-11158215/
• 关键词: 低分子量G蛋白質; Rho; Rho-kinase; Rac; Cdc42; IQGAP1

血管の構築は、動脈硬化に基づく虚血性心疾患などの様々な疾患に深く関与している。しかし、血管が構築される分子メカニズムは依然として不明である。一方、我々は低分子量GTP結合蛋白質のRhoファミリーのうち、Rhoの標的蛋白質としてセリン・スレオニンキナーゼであるPKN、Rho-kinase、myosin phosphataseの制御サブユニットであるMBS(myosin-binding subunit)を見出した。我々は、Rho-kinaseがMBSをリン酸化してmyosin phosphataseの活性を抑制するとともに、myosin light chainそのものも直接リン酸化することを見出した。Rho-kinaseは、この二つのpathwayによりmyosin light chainのリン酸化レベルを上昇させ、その結果myosin ATPase活性を上昇させることを見出した。また、Rho-kinaseの新たな基質として細胞膜裏打ち骨格蛋白質のひとつであるadducinを見出した。Rho-kinaseによるadducinのリン酸化が細胞運動、細胞遊走に深く関わっていることを明らかにした。一方、Cdc42、Racの標的蛋白質としてIQGAP1を同定し、IQGAP1が細胞間接着部位に特異的に濃縮することを見出した。さらに、IQGAP1がβ-cateninと直接結合し、cadherin・catenin複合体からα-cateninを解離させることによりcadherinを介する細胞間接着をネガティブに制御することを明らかにした。また、活性型Cdc42とRacは、IQGAP1のβ-cateninへの結合を阻害することにより、IQGAP1の機能を阻害し、細胞間接着をポジティブに制御することも明らかにした。また、血管内皮細胞においても、IQGAP1は細胞間接着部位に濃縮されていることを見出した。血管の構築には、血管内皮細胞などの細胞骨格系の再構築や細胞運動、細胞遊走、細胞間接着による極性形成が必須である。本年度の、我々のこれらの成果は血管構築の分子メカニズムを理解する上で、極めて重要である。したがって、本年度の研究計画はほぼ達成することができたと考えている。

血管的结构与动脉硬化引起的缺血性心脏病等多种疾病密切相关。然而，血管构建的分子机制仍不清楚。另一方面，在低分子量 GTP 结合蛋白的 Rho 家族中，我们发现了 PKN（一种丝氨酸-苏氨酸激酶）、Rho 激酶和 MBS（肌球蛋白结合亚基）（肌球蛋白磷酸酶的调节亚基），作为 Rho 的靶蛋白。我们发现Rho激酶磷酸化MBS并抑制肌球蛋白磷酸酶的活性，并且还直接磷酸化肌球蛋白轻链本身。我们发现Rho激酶通过这两条途径增加肌球蛋白轻链的磷酸化水平，导致肌球蛋白ATP酶活性增加。此外，我们还发现内收蛋白（一种细胞膜衬里蛋白）作为 Rho 激酶的新底物。我们发现 Rho 激酶对内收蛋白的磷酸化与细胞运动和迁移密切相关。另一方面，我们将IQGAP1鉴定为Cdc42和Rac的靶蛋白，并发现IQGAP1特异性集中在细胞间粘附位点。此外，我们发现 IQGAP1 通过直接与 β-连环蛋白结合并将 α-连环蛋白从钙粘蛋白-连环蛋白复合物中解离来负调节钙粘蛋白介导的细胞间粘附。研究还表明，激活的Cdc42和Rac通过抑制IQGAP1与β-连环蛋白的结合来正向调节细胞间粘附，从而抑制IQGAP1功能。我们还发现IQGAP1集中在血管内皮细胞的细胞间粘附位点。血管的构建需要重建血管内皮细胞的细胞骨架系统、细胞运动、细胞迁移以及通过细胞间粘附形成极性。我们今年的结果对于理解血管构建的分子机制极其重要。因此，我相信我们今年的研究计划已经基本完成了。

项目成果

M.Amano: "The COOH terminus of Rho-kinase negatively regulates rho-kinase activity"J.Biol.Chem.. 274. 32418-32424 (1999)

M.Amano：“Rho 激酶的 COOH 末端负向调节 rho 激酶活性”J.Biol.Chem.. 274. 32418-32424 (1999)

K.Kaibuchi: "Regulation of cadherin-mediated cell-cell adhesion by the Rho family GTPases"Curr.Opin.Cell Biol.. 11. 591-596 (1999)

K.Kaibuchi：“Rho 家族 GTPases 对钙粘蛋白介导的细胞间粘附的调节”Curr.Opin.Cell Biol.. 11. 591-596 (1999)

Y.Fukata: "Phosphorylation of adducin by Rho-kinase plays a crucial role in cell motility"J.Cell.Biol.. 145. 347-361 (1999)

Y.Fukata：“Rho 激酶对内收蛋白的磷酸化在细胞运动中起着至关重要的作用”J.Cell.Biol.. 145. 347-361 (1999)

K.Kaibuchi: "Regulation of cytoskeletons and cell adhesions by the Rho family GTPase in mammalian cells"Annu.Rev.Biochem.. 68. 459-486 (1999)

K.Kaibuchi：“哺乳动物细胞中 Rho 家族 GTP 酶对细胞骨架和细胞粘附的调节”Annu.Rev.Biochem.. 68. 459-486 (1999)

Y.Kawano: "Phosphorylation of myosin-binding subunit(MBS) of myosin phosphatase by Rho-kinase in vivo"J.Cell Biol.. 147. 1023-1038 (1999)

Y.Kawano：“体内 Rho 激酶对肌球蛋白磷酸酶的肌球蛋白结合亚基 (MBS) 进行磷酸化”J.Cell Biol.. 147. 1023-1038 (1999)