糖鎖修飾によるタンパク質活性化調節機構の解析

糖基化蛋白激活调控机制分析

基本信息

批准号：
16710164
负责人：
清水史郎
金额：
$ 2.37万
依托单位：
The Institute of Physical and Chemical Research
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2004
资助国家：
日本
起止时间：
2004 至 2005
项目状态：
已结题

项目摘要

多くのタンパク質はその機能を発揮するために「適切なアミノ酸」が「適切な時期」に「適切な翻訳後修飾を受けること」が必要である。代表的な翻訳後修飾として「リン酸化」や「糖鎖修飾」が知られている。リン酸化のシグナル伝達機構については詳細に検討されている一方で、糖鎖修飾は小胞体やゴルジ体における糖鎖付加後のトレミングやプロセシングの各段階は詳細に検討されているものの、糖鎖修飾されたタンパク質の機能変化については不明な点が多く残されている。また、がん細胞で過剰発現または発現低下しているタンパク質の中で糖鎖修飾を受けるものが多数知られているが、それら分子に糖鎖が付加されるとどのような活性変化が誘導されるかは不明である。上記背景から、がん細胞の転移・浸潤に関与しているマトリックスメタロプロテアーゼ阻害因子、RECKの糖鎖修飾に着目した。RECKの1次配列からは5ヶ所の糖鎖修飾が予想されたが、変異体やグリコシダーゼを用いた解析から、RECKは86,200,297,352の4箇所のアスパラギン残基が糖鎖修飾されていることが分かった。いずれの糖鎖修飾も、GPIアンカーとして細胞外膜への局在には必要なかった。一方、MMP-9分泌抑制能にはアスパラギン297の糖鎖修飾が、またMMP-2の活性化抑制にはアスパラギン352の糖鎖修飾が必要であった。さらに、RECK発現細胞ではがん細胞の浸潤能が低下するが、糖鎖修飾が欠損している細胞を発現させるとがん細胞の浸潤能は低下しなかった。これらの結果より、RECKはその発現だけでなく、糖鎖修飾によってもMMP-9抑制能、MMP-2活性化抑制能、さらにがん細胞浸潤抑制能が調節されていることが明らかになった。

为了使许多蛋白质发挥其功能，适当的氨基酸必须在适当的时间进行适当的翻译后修饰。 “磷酸化”和“糖基化”被认为是典型的翻译后修饰。磷酸化的信号转导机制已被详细研究，而内质网和高尔基体中添加糖链后的震颤和加工步骤已被详细研究，但关于蛋白质的功能变化，许多点仍不清楚。此外，已知许多在癌细胞中过度表达或表达不足的蛋白质会发生糖基化，但尚不清楚当向这些分子添加糖链时是否会引起什么样的活性变化。基于上述背景，我们重点研究了参与癌细胞转移和侵袭的基质金属蛋白酶抑制剂RECK的糖基化。根据 RECK 的一级序列，预测有 5 个位置发生糖基化，但使用突变体和糖苷酶的分析表明，RECK 在 86,200,297,352 的 4 个天冬酰胺残基处发生糖基化。对于作为 GPI 锚定点定位到细胞外膜而言，这两种糖基化都不是必需的。另一方面，抑制MMP-9分泌的能力需要天冬酰胺297的糖基化，而抑制MMP-2的激活需要天冬酰胺352的糖基化。此外，在表达RECK的细胞中，癌细胞的侵袭能力降低，但当表达缺乏糖基化的细胞时，癌细胞的侵袭能力并未降低。这些结果表明，RECK 抑制 MMP-9、MMP-2 激活和癌细胞侵袭的能力不仅受到其表达的调节，还受到糖基化的调节。