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【研究成果発表】ユビキタスなリン酸化酵素CK2によるリン酸化が分子スイッチとして機能することを解明

理工学研究科 三島正規准教授の研究グループ

理工学研究科 三島正規准教授の研究グループは、細胞内でユビキタス(普遍的)に存在するタンパク質リン酸化酵素であるカゼインキナーゼ2(CK2)によって行われる特定のタンパク質のリン酸化が遺伝子発現制御に重要な役割をもつこと、さらに、そのリン酸化を特異的に認識するメカニズムを分子レベルでの立体構造を決定することによって明らかにしました。

これは新たな遺伝子発現制御ネットワークの解明や将来の合理的薬剤への開発へ役立つことが期待されます。

ヒト転写抑制補助因子SHARP(SMRT/HDAC1-associated repressor protein)は、発生過程での遺伝子発現制御や、ステロイドホルモン応答において遺伝子発現を抑制するタンパク質です。N末端領域にRNA結合ドメイン、C末端領域にSPOC (Spen paralogue and orthologue C-terminal)ドメインをもっています。ヒトSHARPのSPOCドメインは、ヒストン脱アセチル化酵素複合体と結合することによってクロマチン構造レベルでの転写(注1)が抑制することが知られていました。今回、ヒストン脱アセチル化酵素複合体を構成するタンパク質であるSMRT(silencing mediator of retinoid and thyroid receptors)の2522番目のアミノ酸であるセリンがリン酸化酵素カゼインキナーゼ2(CK2)によってリン酸化されることで、SPOCドメインが約100倍の強さで結合することを発見しました。さらに、分子レベルで、SPOCドメインとSMRTとの複合体の立体構造を、核磁気共鳴(NMR)法(注2)を用いて決定しました。

本研究成果は、2013年11月22日に米国の国際科学誌「Structure(Cell press)」電子版に掲載されます。

参考
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