プロテインホスファタ-ゼの活性制御に関する基礎的研究

1990 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 02670109
• Research Institution: Hiroshima University
• Principal Investigator: 武田 誠郎 広島大学, 医学部, 教授 (40030853)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 有木 政博 広島大学, 医学部, 助手 (50212642) ; 碓井 裕史 広島大学, 医学部, 助教授 (40127618)
• Keywords: プロテインホスファタ-ゼ / サイクリックAMP依存性プロテインキナ-ゼ / Ca^<2+>リン脂質依存性プロテインキナ-ゼ / Cーキナ-ゼ / 代謝調節 / 赤血球 / 蛋白質のリン酸化ー脱リン酸化

Research Abstract

プロテインホスファタ-ゼは蛋白性インヒビタ-により阻害されるタイプ1,されないタイプ2A,2B,2Cに分類される。この内2Aの活性調節機構はまだ明らかでない。我々はヒト赤血球細胞質可溶画分に2Aに属する基質特異性の異なるホスファタ-ゼI(Mr=180,000),III(Mr=177,000),IV(Mr=104,000)を見い出し、これらを均質に精製した。サブユニット構造はIがα_1β_1δ_1,IIIがα_1β_1γ_1,IVがα_1β_1と推定された。SDSーPAGEで算出した分子質量はαが34kDa,βが63kDa,γが53kDa,δが74kDaである。αが触媒サブユニットでβ,γ,δは調節サブユニットとして各酵素に固有の基質特異性,2価金属イオン要求性を与える。ホスファタ-ゼI,III,IVをMg^<2+>,ATP共存下に,サイクリックAMP依存性プロテインキナ-ゼ(Aーキナ-ゼ),Ca^<2+>リン脂質依存性プロテインキナ-ゼ(Cーキナ-ゼ),Ca^<2+>ーカルモジュリン依存性プロテインキナ-ゼII,ホスホリラ-ゼキナ-ゼ,ミオシン軽鎖キナ-ゼ,カゼインキナ-ゼIとそれぞれインキュベ-トすると,ホスファタ-ゼIのδサブユニットの特定のセリン残基のみが定量的にAーキナ-ゼとCーキナ-ゼによってリン酸化された。他のプロテインキナ-ゼはいづれのサブユニットもリン酸化しない。Aーキナ-ゼまたは、Cーキナ-ゼのホスファタ-ゼIに対するKm値は0.2〜0.3μMで赤血球内ホスファタ-ゼIの推定濃度とほぼ等しい。トリプシン消化リン酸化ペプチドの比較より、両酵素に共通のリン酸化部位とCーキナ-ゼに特有なリン酸化部位の存在が認められた。両酵素によりδサブユニットのリン酸化により、リン酸化H1ヒストンに対する脱リン酸化活性は20ー40%上昇した。一方、リン酸化ミオシン軽鎖に対する脱リン酸化活性はCーキナ-ゼによるリン酸化で50%促進を受け、Aーキナ-ゼのリン酸化で20%抑制された。異なるキナ-ゼによるδのリン酸が、異なる活性制御を行うことが示唆された。

Research Products

• [Publications] Hirofumi Usui: "Three distinct forms of type 2A protein phosphatase in human erythrocyte cytosol" Journal of Biological Chemistry. 263. 3752-3761 (1988)
• [Publications] Haruhisa Tsukamoto: "Tyrosine protein kinases in membrane fractions from rat cerebral cortex" Journal of Biochemistry. 104. 807-816 (1988)
• [Publications] Kazuyoshi Azuma: "Purification and characterization of a rat liver membtane tyrosineーprotein kinase,the possible protooncogene cーyes product,p60^<cーyes>" Journal of Biological Chemistry. (1991)
• [Publications] Hirofumi Usui: "Functions and properties of subunits in type 2A protein phosphatases from human erythrocytes" Advances in Protein Phosphatases. (1991)
• [Publications] Hirofumi Usui: "Phosphorylation of 74kDa δ subunit in a human erythrocyte type 2A protein phosphatase by cAMPーdependent protein kinase" Journal of Biological Chemistry.