「ユビキチンコード」解明へ向けたポリユビキチン化基質の網羅的同定

挑戦的研究(萌芽)

渡部 昌  北海道大学, 医学研究院, 講師 (10632424)

6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)

ユビキチンは、自身の分子内に7個存在するリジンおよびアミノ末端のメチオニンを介して多彩なポリユビキチン鎖を形成することができる。鎖の種類によって付加される標的タンパク質に異なる結果をもたらし、その修飾と機能の関係性は「ユビキチンコード」とも呼称されている。基質と付加する鎖の種類の決定はユビキチンリガーゼ(E3)が重要な役割を果たす。したがってポリユビキチン鎖の機能を解明するためには「どのE3が」、「どの基質に」、「どのポリユビキチン鎖を付加」するのかを明らかにする必要があるが、体系的・網羅的な研究は未だ行われていない。本研究ではこの3者の関係を明らかにし、ポリユビキチン鎖の機能解明を目指す。

ユビキチンによるタンパク質の可逆的修飾は、様々な生命現象を支える重要な翻訳後修飾の一つであり、特に近年、自身の分子内に7個存在するリジン残基とアミノ末端のメチオニンを介した多彩なポリユビキチン鎖と、その機能との関係性の解明に焦点があたっている。本研究では、ポリユビキチン鎖を効率よく抽出するプローブを複数開発し、そのポリユビキチン鎖特異性の検証を行った。その結果、バリエーションに富んだ特異性を保持する複数のプローブを得た。

本研究では、ポリユビキチン鎖を効率よく抽出するプローブの開発を行った。この技術をさらに発展させることで、個々のポリユビキチン鎖の効率的な抽出が可能となり、さらに個々のユビキチン付加酵素（ユビキチンリガーゼ）がどの基質に対してどのポリユビキチン鎖を付加しているのかという情報を先入観なく網羅的に同定することが可能となるものと思われる。多彩なポリユビキチン鎖を介した未解明の制御機構の発見に結びつくことが期待できる。