PRP4キナーゼの発見

25年前、私たちと他の研究者は、分裂酵母F. saccharomycesのイントロンのタイプがSaccharomyces cerevisiaeに見られる異なるタイプのイントロンを表していることを示唆しました。この提案は、サルウイルス40（SV40）の小T抗原転写物が66 ntのイントロンを正確に表示し、Schizosaccharomyces pombeで小T抗原タンパク質が合成されるが、合成は行わ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使用し、温度感受性（ts）変異体を生成して、制限温度で前駆体mRNAスプライシング欠陥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遺伝子を使用して人工レポータ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発見されました。その後、Schizosaccharomyces pombeのイントロンは「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。次に、成長条件（許容温度25°C）と非成長条件（制限温度36°C）下でのura4-108I転写物のmRNAと前駆体mRNAの存在を比較しました。数百のts変異体の中で、3つは許容温度でura4-I108レポータ遺伝子のスプライスされた（mRNA）および未スプライスの（pre-mRNA）転写物を示しましたが、mRNAは制限温度に移行すると時間依存的に減少し、前駆体mRNAは安定したままでした。これは、ura4-108I遺伝子がまだ転写されているが、この条件下では人工イントロンが除去されなかったことを示しています。さらに、これらの変異体のcdc2転写物の自然なイントロンは制限温度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）と相互作用し、キネトコア上のタンパク質と共局在し、組織紡錘体形成のチェックポイントでタンパク質を共局在させることが示されています。

Prp4キナーゼとその基質

2つのタンパク質キナーゼ、分裂酵母Prp4キナーゼとキメラマウス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で構成され、アルギニン/セリンRSドメインのリン酸化のためにin vitroで濃縮されます。哺乳類のタンパク質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）ドメインで構成されています。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調節因子です。彼らはパートナーに結合し、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を含み、その後に3つのセリン要素が続き、これをそれぞれRS1、RS2、RS3と呼び、さまざまな数のSRおよびSPジペプチドを含みます。分裂酵母のリン酸化プロテオミクス分析により、これらの3つのRS要素にいくつかのリン酸化されたセリン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を含み、これをSR1およびSR2と呼びます。再び、リン酸化タンパク質分析により、これらの要素にリン酸化されたセリンが検出されました。2つの要素（SR1およびSR2）に対して、セリンを他のアミノ酸に置き換え、in vivoでの変異の影響をテストすることによって広範な変異解析が行われました。結果は、両方の要素の両方のセリンが変異した場合、GFP-Srp2融合タンパク質が核に入ることができず、細胞内の異なる点に分布していることが示されました。

参考文献:

1. Luetzelberger M; et al. The Prp4 Kinase: Its Substrates, Function and Regulation in pre-mRNA Splicing. Protein Phosphorylation in Human Health. 2012.