カルシウム/カルモデュリン依存性多機能性蛋白質燐酸化酵素による中枢神経機能の制御

1993 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 04404024
• Research Institution: Asahikawa Medical College
• Principal Investigator: 藤澤 仁 旭川医科大学, 医学部, 教授 (10027039)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 木谷 隆子 旭川医科大学, 医学部, 教務職員 (70101417) ; 竹内 昌之 旭川医科大学, 医学部, 助手 (40226999) ; 石田 敦彦 旭川医科大学, 医学部, 助手 (90212886) ; 亀下 勇 旭川医科大学, 医学部, 助教授 (60127941)
• Keywords: カルシウムイオン / カルモデュリン / 中枢神経 / シグナル伝達 / 蛋白質燐酸化酵素

Research Abstract

脳に特異的に高含量で存在するカルシウムイオン/カルモデュリン依存性蛋白質燐酸化酵素II(キナーゼII)とIV(キナーゼIV)は、A-キナーゼやC-キナーゼと同様に広い基質特異性を持ちセカンドメッセンジャー応答性の多機能性蛋白質燐酸化酵素として細胞のシグナル伝達に重要な働きをしていることが知られており、中枢神経の働きを考えるにはキナーゼIIやキナーゼIVを十分理解することが必須である。
1.ラットの脳から精製したキナーゼIIがカルシウム/カルモデュリンによって不活性化されることを明らかにしその機構について研究し、キナーゼIIが活性化に関与するカルモデュリン結合部位の他にもう一つ別の不活性化に関与するカルモデュリン結合部位を持つことを明らかにした。
2.キナーゼIVは脳とTリンパ球に存在するが、ヒトのキナーゼIVのcDNAを培養Jurkat細胞からクローン化しそのヌクレオチド配列を決定し、ヒトのキナーゼIV蛋白質の全アミノ酸配列を明らかにし、ラットやマウスのキナーゼIVの一次構造と比較した。
3.ラット脳のキナーゼIVのcDNAを発現ベクターに組み込み、大腸菌で発現したところ活性のないキナーゼIVが多量に産生されたが、この不活性な組み換えキナーゼIVを活性化する因子が脳の中に特異的に分布していることを見い出した。この活性化因子について研究を進めたところ、カルシウム/カルモデュリン依存性の蛋白質燐酸化酵素(キナーゼIVキナーゼ)である可能性を示る結果が得られた。

Research Products

• [Publications] I.Kameshita: "Autophosphorylation of Calmodulin-Dependent Protein Kinase IV from Rat Cerebral Cortex" J.Biochem.113. 583-590 (1993)
• [Publications] 亀下 勇: "脳機能とカルシウム-カルシウム依存性プロティンキナーゼ-" Clinical Calcium. 3. 293-298 (1993)
• [Publications] 石田敦彦: "多機能性カルモデュリン依存性プロティンキナーゼの解析法" 実験医学. 11. 139-146 (1993)
• [Publications] S.Okuno: "Requirement of Brain Extract for the Activity of Brain Calmodulin-dependent Protein Kinase IV Expressed in Eschericha coli" J.Biochem.114. 167-170 (1993)
• [Publications] H.Fujisawa: "Regulation of the Activities of Ca^<2+>/Calmodulin-dependent Multifuctional Protein Kinases" Biomedical Res.14. 99-102 (1993)
• [Publications] T.Kitani: "cDNA Cloning and Expression of Human Calmodulin-Dependent Protein Kinase IV" J.Biochem.(in press).
• [Publications] A.Ishida: "Inactivation of Ca^<2+>/calmodulin-dependent protein kinase II by Ca^<2+>/calmodulin" J.Biochem.(in press).
• [Publications] 石田敦彦: "生体における情報伝達" 南江堂, 222-228 (1993)