1994 Fiscal Year Annual Research Report
Gタンパク質共役受容体のリン酸化とその脱感受性:βrサブユニットによる制御機構
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05454665
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| Research Institution | UNIVERSITY OF TOKYO |
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Principal Investigator |
芳賀 達也 東京大学, 医学部(医), 教授 (30011646)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
亀山 仁彦 東京大学, 医学部, 助手 (50224697)
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| Keywords | 受容体 / レセプター / アセチルコリン / ムスカリン / 脱感受性 / Gタンパク質 / 受容体キナーゼ / BARK |
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| Research Abstract |
本年度は、ムスカリン受容体m2サブタイプのGタンパク質共役受容体キナーゼ(GRK)によるリン酸化がどのような生理的変化を引き起こすかを主として調べ、以下のような結果を得た。(1)GRK2(=βアドレナリン受容体キナーゼ、βARK1)の触媒部位のアミノ酸1個を変異させ、キナーゼ活性を失活させた変異種(DNGRK2)を調製した。(2)ムスカリン受容体m2サブタイプとGRK2あるいはDNGRK2を、COS7あるいはBHK細胞に一過性に、CHO細胞に安定的に発現させた。(3)ムスカリン受容体のin vivoでのリン酸化をCOS7細胞で測定した。m2受容体はアゴニスト依存性にリン酸化され、このリン酸化はGRK2共発現で亢進し、DNGRK2共発現で抑制された。この結果はDNGRK2がdominant negativeに作用することを示す。(4)COS7細胞とBHK細胞に発現したm2受容体はアゴニスト刺激で細胞表面から消失した(細胞内移行、Sequestration)。この細胞内移行は、GRK2を共発現した細胞では10倍以上低濃度のカルバミルコリンで起こるった。COS7での細胞内移行はDNGRK2共発現で抑制された。(5)m2受容体とGRK2を安定的に発現したCHO細胞でも、m2受容体の細胞内移行はGRK2の共発現で促進された。さらに受容体量の減少(Down Regulation)もGRK2の共発現で促進された。
以上の結果は、m2受容体は細胞内でGRK2あるいは類似の酵素によりアゴニスト依存性にリン酸化され、そのリン酸化は受容体の細胞内移行を促進することを示している。βアドレナリン受容体もGRK2によってアゴニスト依存性にリン酸化されるが、リン酸化と細胞内移行は関係ないことが示されている。受容体の種類によって、リン酸化の生理的帰結は異なることが示唆される。
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[Publications] 芳賀和子: "Synergistic activation of a G protein-coupled receptor kinase by G protein beta gamma subunits and mastoparan-or-related peptides." J.Biol.Chem. 269. 12594-12599 (1994)
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[Publications] 中田博子: "Location of agonist-dependent-phosphorylation sites in the third intracellular loop of muscarinic acetylcholine receptors(m2 subtype)." Eur.J.Biochem.220. 29-36 (1994)
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[Publications] 亀山仁彦: "Activation of G protein and G protein-coupled receptor kinase(βARK1)by a muscarinic receptor m2 mutant lacking phosphorylation sites." Eun J.Biochem.226. 267-276 (1994)
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[Publications] 芳賀達也: "G protein-coupled receptor kinases." J.Neurochem.63. 400-412 (1994)
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[Publications] 津賀浩史: "Sequestration of muscarinic acetylcholine receptor m2 subtypes:Facilitation by G protein-coupled receptor kinase(GRK2)and attenuation by a dominant-negative mutant of GRK2." J.Biol.Chem.269. 32522-32527 (1994)
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[Publications] 中村史雄: "Characterization of Gq family G proteins,G_<L1>α(G_<14P>α),G_<L2>α(G_<11P>α),and G_qα expressed in the baculovirus-insect cell system." J.Biol.Chem.(in press). (1995)
