カルシウム/カルモデュリン依存性多機能性蛋白質燐酸化酵素を介する情報伝達機構

1997 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 08408034
• Research Institution: Asahikawa Medical College
• Principal Investigator: 藤澤 仁 旭川医科大学, 医学部, 教授 (10027039)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 木谷 隆子 旭川医科大学, 医学部, 教務職員 (70101417) ; 竹内 昌之 旭川医科大学, 医学部, 助手 (40226999) ; 石田 敦彦 旭川医科大学, 医学部, 助手 (90212886) ; 亀下 勇 旭川医科大学, 医学部, 助教授 (60127941)
• Keywords: カルシウムイオン / カルモデュリン / 脳 / 蛋白質燐酸化酵素 / シグナル伝達 / 酵素活性の調節機構 / 蛋白質脱燐酸化酵素 / CaMキナーゼカスケード

Research Abstract

1.カルシウム/カルモデュリン依存性蛋白質燐酸化酵素II(CaMキナーゼII)
(1)CaMキナーゼIIの自己燐酸化部位であるスレオニン-286を特異的に脱燐酸化する酵素が脳に存在することをゲル内アッセイ法で明らかにし、CaMキナーゼIIがスレオニン-286の燐酸化と脱燐酸化によって活性が調節されている可能性を示した。
(2)CaMキナーゼIIのスレオニン-286を特異的に脱燐酸化する新しい蛋白質脱燐酸化酵素をラット脳から純粋に精製し、その性質を明らかにした。
(3)CaMキナーゼIIの遺伝子から発現する蛋白質αKAPの細胞内分布を特異抗体を用いて明らかにした。
2.カルシウム/カルモデュリン/キナーゼ/キナーゼ・カスケード
(1)CaMキナーゼIVが上流のCaMキナーゼキナーゼによって燐酸化される部位を燐酸化ペプチドの解析によりN末端から196番目のスレオニンであることを明らかにした。
(2)CaMキナーゼキナーゼのアイソフォーム(CaMキナーゼキナーゼβ)をラットの小脳からクローニングして組み換え酵素を発現させた。さらにβアイソフォームに特異的な抗体を調整して脳内部位分布を調べ、αアイソフォームの分布と比較した。
(3)CaMキナーゼキナーゼαの組み換え酵素を用いて基質特異性を調べた。
(4)CaMキナーゼIVがCa^<2+>/カルモデュリンによってCaMキナーゼキナーゼ低感受性型酵素に転換されることを見出し、CaMキナーゼカスケードの新しい制御機能の可能性を示した。

Research Products

• [Publications] S.OKuno: "Purification and Characterization of Ca^<2+>/Calmodulin-Dependent Protein Kinase Kinase β from Rat Cerebellum" J.Biochem. 122(1). 155-160 (1997)
• [Publications] I.Kameshita: "Detection of Protein Phosphatase Activities in Sodium Dodecyl Sulfate-Polyacrylamide Gel Using Peptide Substrates" Anal.Biochem.245. 149-153 (1997)
• [Publications] T.Kitani: "Studies on the Site of Phosphorylation of Ca^<2+>/Calmodulin-Dependent Protein Kinase(CaM-Kinase)IV by CaM-Kinase Kinase" J.Biochem. 121. 804-810 (1997)
• [Publications] T.Kitani: "Molecular Cloning of Ca^<2+>/Calmodulin-Dependent Protein Kinase Kinase β" J.Biochem. 121(1). 243-250 (1997)
• [Publications] S.Okuno: "Studies on the Substrate Specificity of Ca^<2+>/Calmodulin-Dependent Protein Kinase Kinase α" J.Biochem. 122. 337-343 (1997)
• [Publications] I.Kameshita: "Detection of Calcium Binding Proteins by Two-Dimensional Sodium Dodecyl Sulfate-Polyacrylamide Gel Electrophoresis" Anal.Biochem.249. 252-255 (1997)
• [Publications] I.Kameshita: "A New Peptide Conjugate as a Highly Specific Substrate for MAP Kinase" J.Biochem. 122(1). 168-172 (1997)
• [Publications] M.Takeuchi: "Perinuclear Membrane Localization of α KAP,a Protein Produced from a Gene within the Gene of Calmodulin-Dependent Protein Kinase II α" J.Biochem. 122(3). 494-497 (1997)
• [Publications] Y.Hayashi: "Calcium-and calmodulin-dependent phosphorylation of AMPA type glutamate receptor subunits by endogenous protein kinases in the post-synaptic density" Mol.Brain Res.46. 338-342 (1997)
• [Publications] S.Okuno: "Regulation of Ca^<2+>/Calmodulin-Dependent Protein Kinase IV(CaM-Kinase IV)by Changing Its Susceptibility to Phosphorylation by CaM-Kinase Kinase" J.Biochem. 122(5). 897-900 (1997)
• [Publications] A.Ishida: "Assay of Protein Phosphatase Activities with Phosphopeptide-Magnetic Particle Conjugates" Anal.Biochem.254. 152-155 (1997)
• [Publications] K.Hirooka: "Reticalmin:A Novel Calcium/calmodulin-Dependent Protein Kinase IV-like Protein in Rat Retina" Vision Res.37(15). 2029-2033 (1997)
• [Publications] A.Ishida: "A Novel Phosphatase That Dephosporylates and Regulates Ca^<2+>/Calmodulin-dependent Protein Kinase" J.Biol.Chem.273(4). 1904-1910 (1998)
• [Publications] 奥野 幸子: "蛋白質・核酸・酵素" 共立出版, 6 (1997)
• [Publications] 奥野 幸子: "ブレインサイエンス最前線'98" 講談社, 11 (1997)
• [Publications] A.Ishida: "Kinases and Phosphatases in Lymphocyte and Neuronal Signaling" Spring-Verlag Tokyo, 2 (1997)