リソース

包括的な技術情報

  1. ホーム
  2. リソース
  3. 酵素ファミリー
  4. CAMKKファミリー
  5. Numb関連キナーゼ（NAK）ファミリー

Numb関連キナーゼ（NAK）ファミリー

NAKキナーゼは、ナムブ関連キナーゼ（numb-associated kinase）とも呼ばれます。非対称細胞分裂の際、膜結合型Numbタンパク質は有糸分裂前駆細胞の三日月状の領域に局在し、主に2つの娘細胞のうちの1つに分配されます。私たちは、Numbのホスホチロシン結合（PTB）ドメイン、Shc、およびインスリン受容体基質のPTBと物理的に相互作用する推定セリン/スレオニンキナーゼであるNumb関連キナーゼ（Nak）を同定しました。このドメインは、Numb PTBドメインと相互作用するNak領域には存在しないNPXYモチーフに結合します。私たちは、Numb PTBドメイン（Shc PTBドメインではなく）が、タイプIIアミノ酸のペプチドを介してNakと相互作用することを発見し、これは新規かつ特異的なタンパク質間相互作用を示唆しています。感覚器官でNakを過剰発現させると、非対称細胞分裂の2つの娘細胞が同じ細胞運命を採用するようになり、この変化はnumb欠失表現型と類似し、Numb過剰発現による細胞運命転換とは逆の現象です。細胞運命転換の頻度はnumb遺伝子量に敏感であり、これは物理的相互作用から予想されるものです。

Numbタンパク質

プロテインナムブホモログは、NUMB遺伝子によってコードされるヒトタンパク質です。この遺伝子によってコードされるタンパク質は、発生過程における細胞運命の決定に関与しています。MDM2がプロテアソーム依存的にその分解を誘導することが知られているコードタンパク質は、膜結合型タンパク質であり、EPS15、LNX1、NOTCH1と関連していることが示されています。この遺伝子には、異なるアイソフォームをコードする4つの転写バリアントが見つかっています。Numbタンパク質はNUMB遺伝子によってコードされ、そのメカニズムは進化的に保存されているようです。Numbは無脊椎動物および哺乳類で広く研究されていますが、その機能はショウジョウバエで最もよく理解されています。Numbは発生過程における非対称細胞分裂で重要な役割を果たし、それによって中枢神経系と末梢神経系の細胞運命を異ならせます。神経新生の際、Numbは母細胞の一方の側に局在し、選択的に一方の娘細胞に分配されます。この非対称分裂により、Numbを含む娘細胞は他の娘細胞とは異なる運命を持つことになります。

Numb-associated kinase (NAK) family図1. Numbタンパク質のタンパク質構造。

細胞移動における役割

神経前駆細胞はまず過形成領域で産生され、その後標的部位へ移動し、そこで成熟して機能的なニューロンとなります。ショウジョウバエの研究で、Numbが軸索に沿ったグリア細胞の移動に欠損を示す変異体で細胞移動に関与することが最初に示されました。その後、Numbが走化性シグナル受容体に結合して足場を形成し、非典型PKC（aPKC）を受容体複合体にリクルートするメカニズムが発見されました。活性化されると、aPKCはNumbをリン酸化し、前方フィードフォワード応答を促進し、Numb走化性受容体の結合を強化し、その後エンドソーム複合体を形成します。エンドサイトーシスは、ケモカイン受容体を細胞前方に再配置することをサポートし、受容体活性化に応じた受容体媒介指向性移動を促進します。

ユビキチン化経路によるNotchシグナル伝達の抑制

Numbは、Notchシグナル活性を拮抗することで細胞運命決定における機能的役割を果たします。この関係の分子メカニズムは、膜結合型Notch1受容体のユビキチン化に依存しているようです。これを証明するために、NumbのNotch1一般化能は、Notch1シグナル活性の機能的抑制と直接関連していました。ユビキチン化経路は、特定のタンパク質に直接ラベルを付けてプロテアソーム分解へと導くことでタンパク質の回収を指示します。多段階プロセスを通じて、遊離ユビキチンはまず活性化酵素（E1）に結合し、次に結合酵素（E2）に転送され、リガーゼ（E3）と結合します。E3はアダプターとして機能し、ユビキチンを特定のタンパク質基質に選択的に移します。Numb発現は、そのホスホチロシン結合ドメインとE3ユビキチンリガーゼItchとの相互作用を介して、膜Notch1受容体を選択的にユビキチン化することが判明しました。NumbとItchは、活性化前の全長膜結合型Notch受容体のユビキチン化を促進するために協調して働きます。しかし、Numbは受容体活性化後のNICD切断産物の分解のみを促進し、それをプロテアソーム分解に標的化し、核への移行を防ぐようです。

参考文献

  1. Dho SE; et al. 4種類の哺乳類Numbタンパク質アイソフォームの特徴付け。ホスホチロシン結合ドメインの細胞質および膜関連バリアントの同定。 J. Biol. Chem. 1999, 274 (46): 33097-104.