1996 Fiscal Year Annual Research Report
視細胞光受容における高い時間分解能を可能にするメカニズム
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07458169
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| Research Institution | KOBE UNIVERSITY |
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Principal Investigator |
林 文夫 神戸大学, 理学部, 教授 (80093524)
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| Keywords | PHOTORECEPTOR / cGMP / PHOSPHODIESTERASE / PHOSPHORYLATION / INHIBITORY SUBUNIT / TEMPORAL RESOLUTION / PHOSPHATIDYLINOSITOL / ROS |
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| Research Abstract |
高等動物視細胞の光-電気信号変換系は幅広いバックグランド光強度に対する順応能力を示すだけでなく,パルス状の光信号をパルスパルスと捉える高い時間分解能を有している.報告者は,視細胞の時間分解能の高さを実現する分子的機構を解明する目的で,cGMP分解酵素(ホスホジエステラーゼ)阻害サブユニットの機能とその調節機構に関して検討した.また,このサブユニットのリン酸化が共存するイノシトールリン脂質の影響を受けることから,視細胞のcGMP分解系の機能調節とイノシトールリン脂質代謝系との関連を検討した.
ホスホジエステラーゼ阻害サブユニット(Pγ)のリン酸化酵素に関しては,分子量42-45kDa,等電点5.2付近のCa2によって膜から遊離するタンパク質であることが明らかになったが,絶対量が少ないことから抗体の作成及び遺伝子の特定には至らなかった.しかし,これらの研究の過程で,Pγの機能に関する新しい知見が得られた.PγはこれまでホスホジエステラーゼのcGMP加水分解を阻害する機能が明らかにされていたが,Pγがトランスデューシンαに結合するとPαβサブユニット状の非触媒的結合部位に結合していたcGMPが遊離されることが判明した.この事実はPγのもう一つの役割として,光依存的に減少した細胞内cGMP濃度を急速に回復させる機能,つまり,高い時間分解能を実現する役割をになっている可能性を示唆している.
また,イノシトールリン脂質代謝阻害剤(U-73122及びネオマイシン)が光依存性cGMP分解に大きな影響を与えることを発見し,cGMP分解系と同一膜上に展開されるイノシトールリン脂質の代謝変動が光受容の感度や時間分解能などに大きな影響を与えている可能性を示すことができた.
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[Publications] YAMAZAKI,A.: "Possible stimulation of retinal rod recovery to dark state by cGMP release from a cGMP phosphodiesterase noncatalytic site." J.Biol.Chem.271. 32495-32498 (1996)
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[Publications] TANAKA,H.: "MEKA/phosducin attenuates hydrophobicity of transducin βγ subunits without binding to farnesyl moiety." Biochem.Biophys.Res.Commun.223. 587-591 (1996)
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[Publications] BONDARENKO,V.A.: "Residues within the polycationic region of cGMP phosphodiesterase γ subunit crucial for the interaction with transducin α subunit." J.Biol.Chem.(in press). (1997)
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[Publications] 林文夫: "生物物理から見た生命像-感覚情報-" 吉岡書店(印刷中), (1997)
