プロテオミクスによる白血病関連転写因子AML1の機能制御機構の網羅的解析

利用蛋白质组学综合分析白血病相关转录因子AML1的功能调控机制

• 批准号: 15790488
• 负责人: 今井 陽一
• 金额: $ 2.24万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 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
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-15790488/
• 关键词: 転写因子; AML1; 蛋白質修飾; リン酸化; mSin3A; アセチル化; P300; プロテオミクス

AML1蛋白質は種々の造血に関わる遺伝子の転写を制御する転写制御因子であり、さらにAML1遺伝子の異常は白血病発症に深く関与することが示唆される。AML1の転写制御因子としての機能発現のためにはPEBP2β/CBFβとヘテロ・ダイマーを形成することが必須であるほか、AML1とp300,Ets-1,C/EBPα,mSin3Aなどの種々の蛋白質との相互作用およびそれによるAML1の機能調節が示されている。そこで、プロテオミクス解析技術を用いてAML1と相互作用を有する蛋白質を網羅的に明らかにし、AML1が生体内で実際にどのような蛋白質と複合体を形成し標的遺伝子の転写を制御しているかを明らかにすることを試みた。平成15年度の研究において、私はAML1がERKによりリン酸化を受けることにより共同抑制因子であるmSin3AがAML1から遊離し、その結果AML1が活性化されることを示した。このAML1とmSin3Aの相互作用はAML1の転写活性化能のみならず、AML1の核内局在や蛋白質の安定性など様々なメカニズムでAML1の機能を調節することを見い出した(Imai Y et al.,Mol. Cell. Biol. 2004)。さらに、共同実験者と.してAML1の転写活性化能がp300によるアセチル化により調節されていることを示した(Yamaguchi Y et al.,J.B.C.2004)。これらの研究によってみいだされたリン酸化型あるいはアセチル化型のAML1の変異体と野生型AML1との間で相互作用を有する蛋白質の相違をプロテオミクス解析技術により明らかにすることにより細胞外からのシグナル伝達などの刺激による、AML1の機能調節のメカニズムが解明されると思われる。

AML1蛋白是调节各种造血基因转录的转录调节剂，进一步提出，AML1基因的异常与白血病的发展深深相关。为了表达AML1作为转录调节剂的作用，必须与PEBP2β/CBFβ形成异二聚体，并且AML1与p300，ETS-1，C/EBPα，MSIN3A等各种蛋白质的相互作用与AML1的功能调节。因此，我们试图使用蛋白质组学分析技术全面阐明与AML1相互作用的蛋白质，并阐明哪种蛋白质AML1实际上在体内形成并调节靶基因的转录。在2003年的一项研究中，我表明，当AML1被ERK磷酸化时，共抑制器MSIN3A将从AML1释放，从而激活AML1。发现AML1和MSIN3A之间的这种相互作用不仅通过AML1的转录激活能力来调节AML1的功能，而且还通过各种机制（例如AML1的核定位和蛋白质稳定性）来调节AML1的功能（Imai Y等，Mol。Biol。Biol。2004）。此外，与共同实验者一起，我们表明AML1的转录激活能力受P300的乙酰化调节（Yamaguchi Y等，J.B.C。2004）。这些研究揭示了与磷酸化或乙酰化的AML1突变体和野生型AML1相互作用的蛋白质的差异，以及这些研究，似乎蛋白质组学分析技术将有助于通过诸如细胞外信号传导等刺激来阐明AML1功能调节的机制。

项目成果

Chiba S, Takeshita K, Imai Y, Kumano K, Kurokawa M, Masuda S, Shimizu K, Nakamura, Ruddle FH, Hirai H.: "Homeoprotein DLX-1 interacts with Smad4 and blocks a signaling pathway from activin A in hematopoietic cells."Proceedings of the National Academy of S

Chiba S、Takeshita K、Imai Y、Kumano K、Kurokawa M、Masuda S、Shimizu K、Nakamura、Ruddle FH、Hirai H.：“同源蛋白 DLX-1 与 Smad4 相互作用，并阻断造血细胞中激活素 A 的信号通路。

Imai Y, Kurokawa M, Yamaguchi Y, Izutsu K, Nitta E, Mitani K, Satake M, Noda T, Ito Y, Hirai H.: "The Corepressor mSin3A Regulates Phosphorylation-Induced Activation, Intranuclear Location, and Stability of AML1."Molecular and Cellular Biology. 24.3. 1033

Imai Y、Kurokawa M、Yamaguchi Y、Izutsu K、Nitta E、Mitani K、Satake M、Noda T、Ito Y、Hirai H.：“辅阻遏物 mSin3A 调节 AML1 的磷酸化诱导的激活、核内定位和稳定性。”

Yamaguchi Y, Imai Y, Izutsu K, Asai T, Ichikawa M, Yamamoto G, Nitta E, Yamagata T, Sasaki K, Mitani K, Ogawa S, Chiba S, Hirai H, Kurokawa M.: "AML1 is functionally regulated through p300-mediated acetylation on specific lysine residues."Journal of Biolo

Yamaguchi Y、Imai Y、Izutsu K、Asai T、Ichikawa M、Yamamoto G、Nitta E、Yamagata T、Sasaki K、Mitani K、Okawa S、Chiba S、Hirai H、Kurokawa M.：“AML1 通过 p300 进行功能调节