PRP4キナーゼの発見

25年前、私たちおよび他の研究者は、分裂酵母F. saccharomyces酵母に見られるイントロンのタイプが、Saccharomyces cerevisiaeに見られるイントロンとは異なるタイプであることを示唆しました。この提案は主に、シミアンウイルス40（SV40）のスモールT抗原転写産物が66 ntのイントロンを正確に示し、スモールT抗原タンパク質がSchizosaccharomyces pombeで合成されるが、Saccharomyces cerevisiaeでは合成されないという観察に基づいています。私たちは分裂酵母を用いて温度感受性（ts）変異体を作製し、制限温度下で前駆体mRNAスプライシング欠損を示す変異体をスクリーニングしました。これらのスクリーニングのために、ウラシル合成に関与するカルボキシラーゼをコードする自然なイントロンフリーのura4遺伝子を用いて人工レポーター遺伝子を構築しました。ura4遺伝子にイントロンを挿入することで、Schizosaccharomyces pombeのイントロンがそのエクソン背景とは独立して同定できることが明らかになりました。その後、Schizosaccharomyces pombeのイントロンが、現在「イントロン定義」と呼ばれるメカニズムによって同定されることが示されました。ts変異体は、ura4遺伝子に108 bpのイントロン配列を含むプラスミドで形質転換されました。その後、成長条件（許容温度25°C）および非成長条件（制限温度36°C）下でura4-108I転写産物のmRNAおよび前駆体mRNAの存在を比較しました。数百のts変異体のうち、3つは許容温度下でura4-I108レポーター遺伝子のスプライス済み（mRNA）およびスプライスされていない（前駆体mRNA）転写産物を示しましたが、制限温度に移すとmRNAは時間依存的に減少し、前駆体mRNAは安定していました。これは、ura4-108I遺伝子が依然として転写されているが、この条件下では人工イントロンが除去されていないことを示しています。さらに、これらの変異体のcdc2転写産物の自然イントロンも制限温度下で除去されませんでした。

哺乳類Prp4Kは他の細胞プロセスにも関与している

哺乳類Prp4Kは、多くの異なる細胞構造や定義されたタンパク質（例：スポット、スプライソソーム粒子、クロマチン組織複合体）およびキネトコア上のタンパク質と相互作用し、組織スピンドルアセンブリのチェックポイントでタンパク質と共局在することが示されています。

Prp4キナーゼとその基質

2つのプロテインキナーゼ、分裂酵母Prp4キナーゼおよびキメラ型マウスPrp4キナーゼは、Schizosaccharomyces pombeのN末端Prp4に先行するマウスキナーゼドメインから構成され、in vitroでアルギニン/セリンRSドメインのリン酸化のために濃縮されます。哺乳類タンパク質ASF/SF2。このタンパク質はスプライシング因子のSRスーパーファミリーに属します。SRタンパク質は、1つまたは2つのN末端RNA結合ドメイン（RBD）とC末端のアルギニン/セリンリッチ（RS）ドメインから構成されます。哺乳類のSRタンパク質スーパーファミリーのメンバーは、構成的スプライシングに関与し、選択的スプライシングの特異的な調節因子です。彼らはパートナーと結合し、スプライシングを転写およびRNA出力と結合させます。SRタンパク質の一般的な機能は可逆的なリン酸化によって調節されます。分裂酵母では、2つのSRタンパク質が同定されています。Srp1はN末端にRBDを持ち、その後に3つのセリン要素（RS1、RS2、RS3）が続き、それぞれにさまざまな数のSRおよびSPジペプチドが含まれています。分裂酵母のリン酸化プロテオミクス解析により、これら3つのRS要素に複数のリン酸化セリンが存在することが明らかになりました。Srp2は2つのN末端RBDと、C末端に2つのSRおよびSPジペプチド表示要素（SR1およびSR2）を含みます。こちらも、リン酸化タンパク質解析でこれらの要素にリン酸化セリンが検出されました。2つの要素（SR1およびSR2）について、セリンを他のアミノ酸に置換し、in vivoで変異の影響をテストする広範な変異解析が行われました。その結果、両方の要素のセリンが変異した場合、GFP-Srp2融合タンパク質は核内に入ることができず、細胞内のさまざまな点に分布していることが判明しました。

参考文献：

1. Luetzelberger M; 他。Prp4キナーゼ：その基質、機能およびpre-mRNAスプライシングにおける制御。Protein Phosphorylation in Human Health. 2012年。