リガンド模倣ペプチドの検索と生体内系への応用

1996 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 07558228
• Research Institution: KYOTO UNIVERSITY
• Principal Investigator: 青山 卓史 京都大学, 化学研究所, 助教授 (80202498)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 岡 穆宏 京都大学, 化学研究所, 教授 (10093212)
• Keywords: カルモデュリン / CaMキナーゼI / CaMキナーゼII / CDPK / 形質転換植物 / 転写誘導系 / グルココルチコイド / ランダムペプチド・ライブラリー

Research Abstract

カルモデュリン(CaM)に結合活性があり、CaMキナーゼ、CDPKキナーゼに対する阻害活性をもつペプチド(ペプチド1 : WDTYRISFおよびペプチド2 : WPSLQAIR)について、植物内で誘導的に発現させるために、形質転換シロイヌナズナで有効に働く人為的転写誘導系の開発を行った。その結果、ラットのグルココルチコイドレセプター(GR)のホルモン結合ドメインと酵母の転写因子GAL4の結合ドメイン、ヘルペスウイルスの転写因子VP16の転写活性化ドメインを組み合わせたキメラ転写因子(GVG)がグルココルチコイド存在下でのみ強い転写活性化能を示すことが明らかとなり、この系を用いてリガンド模倣ペプチドの形質転換植物内における誘導的発現が可能となった。さらに、系の確立のためにルシフェラーゼ遺伝子をレポーターとして用いる予備的な実験を行った結果、与えるグルココルチコイドの種類や濃度を変えることにより、転写誘導の強さや持続時間が変化すること、グルココルチコイドは根、葉の表面などから容易に取り込まれることなどが判った。現時点において、この系は多面的な影響を与えることのない転写誘導系として形質転換シロイヌナズナ内で働く唯一のものである。また、この系においてキメラ転写因子を発現させるためのプロモーターは任意に換えることができるので、転写が誘導される植物内の器官を限定することも可能である。現在、ペプチド1およびペプチド2が器官特異的に発現誘導される形質転換シロイヌナズナを作成中である。
なお前年度において検索されたcAMPおよびGTPの結合を模倣するペプチドについては、無細胞系において結合様式を解析した結果、蛋白質に対する非特異的結合である可能性が強いと考えられたので、現在検索方法の改善を検討中である。

Research Products

• [Publications] Nevalainen et al.: "Characterization of novel calmodulin-binding peptides with distinct inhibitory effects on calmodulin-dependent enzymes." Biochemical Journal. 321・1. 107-115 (1997)
• [Publications] Aoyama and Chua: "A glucocorticoid-mediated transcriptional induction system in transgenic plants." Plant Journal. 11・3(掲載予定). (1997)
• [Publications] 青山卓史: "高等植物におけるグルココルチコイド転写誘導系." 蛋白質 核酸 酵素. 41・16. 2559-2563 (1996)