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生化学:多数の調節因子のレベルを制御する一酸化窒素センサーとしてのN末端則経路

Nature 437, 7061 doi: 10.1038/nature04027

タンパク質へのアルギニンの結合は、タンパク質分解のN末端則経路の一部である。3種のアミノ(N)末端残基(アスパラギン酸、グルタミン酸、システイン)はATE1にコードされたアルギニルトランスフェラーゼによってアルギニル化される。今回我々は、N末端システインのアルギニル化にはシステインの酸化が必須であることを報告する。in vivoで起こるN末端システインのアルギニル化に先立つ酸化には、一酸化窒素が必要であることが示された。我々はこの過程をin vitroでも再構成した。アルギニル化の起こらないマウスのATE1-/-胎児では、RGS4、RGS5、RGS16などN末端システインを持つ調節タンパク質のレベルが大幅に上昇する。哺乳類N末端則経路の最初の生理学的基質であるこれらのタンパク質の安定化は、ATE1-/-胎児の心血管欠陥の基盤になっている可能性がある。今回の知見により、N末端則経路は、N末端システインを持つ特定の調節タンパク質を分解する能力を介して機能する新たな一酸化窒素センサーであることがわかった。その分解速度は、一酸化窒素のみならず酸素によっても制御されるらしい。

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