GTP結合蛋白質をはじめとする光情報伝達分子群の多様性と進化

1995 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 07265207
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 深田 吉孝 東京大学, 教養学部, 教授 (80165258)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 岡野 俊行 東京大学, 教養学部, 助手 (40272471)
• Keywords: 松果体 / 桿体 / 錐体 / ピノプシン / 光受容蛋白質 / G蛋白質 / 概日リズム / 光情報伝達

Research Abstract

交付申請書に記載の研究実施計画に沿って研究を進め、以下の知見を得た。
【1】網膜以外の光受容組織における光情報伝達分子の構造と機能の解析
研究代表者らが発見した松果体の光受容体ピノプシンの情報伝達経路を明らかにするため、ヒヨコ松果体cDNAライブラリーより、三量体G蛋白質αサブユニットの遺伝子を検索した。その結果、Gt1α(桿体型トランスデューシンα)・Go1α・Go2α・Gi2α・Gi3αをコードすると思われる遺伝子が単離できたが、Gt2α(錐体型トランスデューシンα)遺伝子は得られなかった。塩基配列から推定されるアミノ酸配列では、ヒヨコ松果体Gt1αはウシ錐体Gt2αよりも明らかにウシ桿体Gt1αに高い相同性を示した(それぞれ97%と82%)。ノザンブロット解析の結果、やはりGt2α遺伝子はヒヨコ松果体ではほとんど発現していないことが判明した。これまでに知られている松果体の光情報伝達分子群は、ピノプシンを含めて錐体型であったが、桿体型G蛋白質αサブユニットが松果体に存在するという今回の結果は、網膜と松果体における情報伝達分子の進化を考える上で極めて興味深い。
一方、ピノプシンに対する特異的抗体を作成し、ヒヨコ松果体切片を免疫染色した結果、濾胞内腔に強い陽性像がみられ、ピノプシンは松果体細胞の外節に局在すると考えられた。現在、上記の各Gαに対する特異的抗体を用いてピノプシンと細胞内局在が一致するGαを同定しようと試みている。
【2】脳内光受容分子の同定とその一次構造解明
鳥類・両生類の脳深部にはロドプシン様の光受容体が存在し、概日リズムや季節性の生殖応答に関与するのではないかと考えられている。この分子の実体を知るため、ハト外側中隔部およびカエル視交叉上核のcDNAライブラリーから光受容体遺伝子を検索しているが、候補遺伝子はまだ得られていない。

Research Products

• [Publications] Daisuke Kojima: "Purification and low temperature spectroscopy of gecko visual piaments green and blue." Biochemistry. 34. 1096-1106 (1995)
• [Publications] Kamon Sanada: "Role of heterogeneous N-terminal acylation of recoverin in rhodopsin phosphorylation." J.Biol.Chem.270. 15459-15462 (1995)
• [Publications] Rika Morishita: "Primary structure of a γ subunit of G protein,γ12,and its phosphorylation by protein kinase C." J.Biol.Chem.270. 29469-29475 (1995)
• [Publications] Toshiyuki Okano: "Molecular basis for tetrachromatic color vision." Comp.Biochem.Physiol.112B. 405-414 (1995)
• [Publications] Daisuke Kojima: "Molecular properties of chimerical mutants of Gecko blue and bovine rhodopsin." Biochemistry. (in press). (1996)
• [Publications] Osamu Shono: "Preparation and characterization of monoclonal antibodies specific for lauroylated isoform of bovine transducin α-subunit." J.Neurochem.(in press). (1996)
• [Publications] 深田吉孝: "生物時計の時刻合わせをする脳内タンパク質" 生物の科学遺伝. 49. 8-9 (1995)
• [Publications] 深田吉孝: "分子レベルにおける生物時計機構の解析" 生化学. 67. 1137-1142 (1995)
• [Publications] 岡野俊行: "脳は光を感じる「第三の目」" ニュートン. 15. 102-107 (1995)
• [Publications] 深田吉孝: "視物質の多様化と視覚の進化" 細胞工学. 14. 1007-1014 (1995)
• [Publications] 岡野俊行: "光受容タンパク質の分子進化" 生物の科学遺伝. 49. 28-34 (1995)
• [Publications] 深田吉孝: "光受容体の構造と機能調節" 実験医学. 14. 63-67 (1996)
• [Publications] 真田佳門: "シグナル伝達蛋白質における脂質修飾の役割" 膜. (印刷中). (1996)
• [Publications] Kamon Sanada: "Unique lipids and unique properties of retinal proteins." Behavioral and Brain Sciences. 18. 486-487 (1995)
• [Publications] 深田吉孝: "ピノプシンによる光シグナル伝達と生物時計.Newメディカルサイエンス『細胞内シグナル伝達のしくみ』" 羊土社(印刷中), (1996)
• [Publications] 深田吉孝: "ニワトリ錐体および桿体視物質の抽出と精製.生物薬科科学実験講座9巻『ホルモン・生理活性物質II』" 廣川書店, 502(378-395 (1996)