情報転換因子としてのGTP結合蛋白質

1994 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 05271101
• Research Institution: The Institute of Physical and Chemical Research
• Principal Investigator: 宇井 理生 理化学研究所, 宇井特別研究室, 特別招聘研究員 (50001037)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 高井 義美 大阪大学, 薬学部, 教授 (60093514) ; 日高 弘義 名古屋大学, 薬学部, 教授 (80100171) ; 野澤 義則 岐阜大学, 薬学部, 教授 (10021362) ; 堅田 利明 東京大学, 薬学部, 教授 (10088859)
• Keywords: 3量体G蛋白質 / Ras蛋白質ファミリー / 細胞増殖因子 / PI-3-キナーゼ / チロシンキナーゼ / Gβγサブユニット / ワ-トマニン / 細胞膜受容体

Research Abstract

重点領域研究「情報転換因子としてのGTP結合蛋白質」研究班は、GTP結合蛋白質を構成する2大スーパーファミリー、3量体G蛋白質と低分子量G蛋白質をそれぞれ対象とするI、II班より構成されている。この2班を総括する総括班の研究上の目的は、3量体Gと低分子量Gとの両方にまたがる(また両者間のクロストークとしての)細胞内情報伝達系を解析することである。すなわち、形質膜を7回貫通する一本鎖ペプチドという構造上の特徴を有する受容体に共役する3量体Gは、一般に細胞内へcAMP、IP_3、DAGCa^<2+>など低分子の情報物質を介して情報を伝える。それに対し、1回貫通型の細胞増殖・接着因子受容体は蛋白質のチロシン残基リン酸化を介する蛋白質の会合を通じて情報を伝えるが、このカスケードの中心でRasを代表とする低分子量Gが機能している。ホスファチジルイノシトール(PI)-3-キナーゼは元来、後者の情報伝達系の重要なメンバーとして知られていたが、新たに開発したこの酵素の特異的阻害薬ワ-トマニンが好中球において走化性ペプチド受容体〜3量体Gを介する活性酸素生成を選択的に抑えることから、PI-3-キナーゼが3量体Gからも情報を受け取ることが明らかになった。すなわちPI-3-キナーゼは両情報伝達系の接点に存在する。これが、総括班の初年度の成果の1つであった。ひきつづき第2年度では、3量体Gが直接PI-3-キナーゼを活性化する可能性が検討された。当初は新しいPI-3-キナーゼのアイソフォームがGβγによって活性化されると予想したが、実際には、従来からリン酸化されたチロシン(PY)を介して活性化されることが知られていた同じPI-3-キナーゼ分子が、PYとGβγによって相乗的に活性化されることが明らかになった。また、情報伝達カスケードにおけるPI-3-キナーゼの新しい「上流」としての抗体受容体や、「下流」としての細胞骨格系が、ワ-トマニンを用いて同定されるに至っている。

Research Products

• [Publications] Hazeki,K.,T.Seya,O.Hazeki and M.Ui: "Involvement of the pertussis toxin-sensitive GTP-binding protein in regulation of wxpression and function of granulocyte somplement receptor type 1 and type 3." Mol.Immunol.31. 511-518 (1994)
• [Publications] Ishii,I.,and M.Ui: "Possible involvement of GTP-binding proteins in 1 alpha,25-dihydroxyvitamin D-3 induction of tissue transglutaminase in mouse peritoneal macrophages." Biochem.Biophys.Res.Commun.203. 1773-1780 (1994)
• [Publications] Ishii,I.,and M.Ui: "Retinoic acid-induced gene expression of tissue transglutaminase via protein kinase C-dependent pathway in mouse peritoneal macrophages." J.Biochem.115. 1197-1202 (1994)
• [Publications] Kajiyama,Y.,and M.Ui: "Switching from alpha(1)-to beta-subtypes in adrenergic response during primary culture of adult-rat hepatocytes as affected by the cell-to-cell interaction through plasma membranes." Biochem.J.303. 313-321 (1994)
• [Publications] Ninomiya,N.,K.Hazeki,Y.Fukui,T.Seya,T.Okada,O.Hazeki.and M.Ui: "Involvement of phosphatidylinositol 3-kinase in Fc gamma receptor signaling." J.Biol.Chem.269. 22732-22737 (1994)
• [Publications] Uehara,T.,S.Hoshino,M.Ui,Y.Tokumitsu,and Y.Nomura: "Possible involvement of phosphatidylinositol-specific phospholipase Cralated to pertussis toxin-sensitive GTP-binding proteins during adipocyte differentiation of 3T3-L1 fibroblasts:Negative regulation of protein kinase C." Biochim.Biophys.Acta. 1224. 302-310 (1994)
• [Publications] 宇井理生: "生体膜を介する情報伝達" 講談社サイエンティフィック(予定), 550 (1995)
• [Publications] 宇井理生(編著): "GTP結合蛋白質-情報伝達を抑制する分子スイッチ" メジカルビュー社, 207 (1994)