糖質応答領域結合タンパクの調節機構の解明

碳水化合物反应区结合蛋白调节机制的阐明

基本信息

批准号：
15770069
负责人：
椛島力
金额：
$ 2.3万
依托单位：
Nagasaki University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2003
资助国家：
日本
起止时间：
2003 至 2004
项目状态：
已结题

项目摘要

多くの糖質代謝に関与する酵素遺伝子の上流には、糖質応答領域(Carbohydrate response element ; ChRE)と呼ばれる配列が存在し、これにより、酵素遺伝子の転写は調節されている。これまでに、このChREに結合する転写因子として幾つかのタンパク質が報告されてきたが、in vivoにおいて糖質(グルコース)に応答するものは見い出されていなかった。最近、L-型ピルビン酸キナーゼ(L-PK)のChREに結合する転写因子として、ChRE binding protein (ChREBP)がラット肝臓より精製された。本転写因子は、飼料中のグルコース濃度や絶食により、そのDNA結合能が変化すること、また、精神遅滞などの症状を有する遺伝性疾患のWilliams-Beuren症候群と関連している可能性があることが報告された。これまでに、我々は、ChREBPが、cAMPやグルコースのシグナルにより、リン酸化/脱リン酸化されることを見出し、これが本転写因子の核内移行やDNA結合能を調節していることを報告した。また、脂肪酸によるL-PK遺伝子の転写の阻害が、AMP活性化プロテインキナーゼによるChREBPのリン酸化によるものであることを明らかにした。ChREBPの核内移行と標的配列への結合は、3ケ所のリン酸化部位の脱リン酸化により行われており、この脱リン酸化を触媒するセリン/スレオニンホスファターゼの同定を行った。その結果、この脱リン酸化酵素はXylulose 5-phosphateにより活性化されるプロテインホスファターゼ2A (PP2A)であることを明らかにした。PP2Aには、いくつかのアイソフォームが存在するが、数種の抗PP2A抗体を用いたところ、ChREBPの脱リン酸化を行う酵素は、最近報告されたPP2Aδと同一か非常に似ている酵素であることが明らかになった。また、ChREBPと相互作用するタンパク質を調べたところ、ChREBPは、核輸送タンパク質のImportinαおよび転写因子のMlx (max like protein X)と結合しており、ChREBPのChREへの結合にはMlxが必要であることを明らかにした。

许多碳水化合物代谢的酶基因上游是一个称为碳水化合物反应元件（CHRE）的序列，该序列调节酶基因的转录。据报道，几种蛋白质是与该CHRE结合的转录因子，但没有发现在体内对碳水化合物（葡萄糖）的反应。最近，将CHRE结合蛋白（CHREBP）从大鼠肝脏中纯化为与L型丙酮酸激酶（L-PK）结合的转录因子。据报道，由于饲料和禁食中的葡萄糖浓度，该转录因子可能会改变其DNA结合能力，并且可能与威廉姆斯 - 堡综合症有关，这是一种遗传性疾病，这种遗传性疾病具有诸如智力障碍之类的症状。迄今为止，我们发现Chrebp通过cAMP和葡萄糖的信号磷酸化/去磷酸化，并调节转录因子的核易位和DNA结合能力。还表明，脂肪酸对L-PK基因转录的抑制是由于AMP激活的蛋白激酶对Chrebp的磷酸化引起的。核易位和与Chrebp的靶序列结合是通过三个磷酸化位点的去磷酸化进行的，并鉴定了催化这种去磷酸化的丝氨酸/苏氨酸磷酸酶。结果，据揭示了这种去磷酸化酶是二硫代5-磷酸激活的蛋白质磷酸酶2a（PP2A）。尽管有几种PP2A的同工型，但已使用几种抗PP2A抗体来揭示将Chrebp脱磷酸化的酶与最近报道的PP2Aδ相同或非常相似。此外，当我们研究与Chrebp相互作用的蛋白质时，我们发现Chrebp与Importinα结合，核转运蛋白和MLX（Max Hike蛋白X），一种转录因子，并且MLX是CHREBP与CHRE结合所必需的。