三量体GTP結合蛋白質γサブユニットの分子多様性の生理的意義

1998 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 08458201
• Research Institution: Institute for Developmental Research, Aichi Human Service Center
• Principal Investigator: 浅野 富子 愛知県心身障害者コロニー発達障害研究所, 生化学部, 室長 (70100154)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 森下 理香 愛知県心身障害者コロニー発達障害研究所, 生化学部, 研究助手
• Keywords: G蛋白質 / βサブユニット / γサブユニット / プロテインキナーゼC / リン酸化 / Fアクチン / 走化性

Research Abstract

G蛋白質はα、β、γの3つのサブユニットから成り、βとγは生理的条件下では常に結合して存在し、いろいろなサブタイプの組み合わせの複合体を形成している。本研究は、γの違いによるβγの機能的な差異を調べることにより、γの分子多様性の生理的意義を明らかにすることを目的にし、本年度は次のような成果を得た。l)これまで、蛋白質が同定されていなかったβ4サブユニット蛋白質を、ウシ肺から精製したβγ5フラクション中に見いだした。β4はγ5およびγ12と選択的に結合することを明らかにした。2)細胞内におけるγ12の役割およびγ12と他のγとの機能的差異を調べるため、NIH3T3細胞にβ1と各種γを共発現させた。γ12を強発現した細胞ではストレスファイバーが減少しているか、消失し、60-70%の細胞は丸くなった。一方、γ2、γ5、およびγ7を同程度に強発現させた細胞では、ストレスファイバーの減少が見られたが、丸くなる細胞は非常にわずかであった。3)各種βγを発現させた細胞の走化性をBoyden chamber法を用いて測定した。その結果、γ12を発現させた細胞のみ走化性が有意に上昇し、他のγを発現させた細胞ではやや上昇する傾向がみられたが有意ではなかった。4)γ12はプロテインキナーゼCによってリン酸化されるが、リン酸化部位のあるN末端を除去したり、リン酸化部位のセリンをアラニンに置換したγ12を発現すると、細胞の形態変化や走化性の上昇が起こらなくなることより、γ12特異的な細胞の変化はリン酸化によって起こっていることが明らかになった。今回、γの分子種によって機能が異なることを示すことができたが、それは、この分子種のみがプロテインキナーゼCによってリン酸化を受けるという性質を持っていたためと考えられる。

Research Products

• [Publications] H.Shinohara: "Localization of a G protein Gi2 in the cilia of rat ependyma,oviduct and trachea" Eur.J.Neurosci.10. 699-707 (1998)
• [Publications] R.Morishita: "Identification of two forms of the γ subunit of G protein,γ10 and γ11,in bovine lung and their tissue distribution in the rat." FEBS Lett.428. 85-88 (1998)
• [Publications] T.Matsuda: "Specific isoprenyl group linked to Transducin γ-subunit is a determinant of its unique signaling properties among G-proteins." Biochemistry. 37. 9843-9850 (1998)
• [Publications] T.Furukawa: "Differential interactions of the C-terminus and the cytoplasmic I-II loop of neuronal Ca^<2+> channels with G-protein α- and βγ-subunits:II.Evidence for direct binding." J.Biol.Chem.273. 17595-17603 (1998)
• [Publications] H.Ueda: "G protein γ subunits coimmunoprecipitated with antibodies against α subunits:Identification of major isoforms in cultured cells by silver stain and immunoblotting with conventional tranfer" J.Biochem.124. 1033-1037 (1998)
• [Publications] H.Ueda: "Phosphorylation of F-actin-associating G protein γ12 subunit enhances fibroblast motility." J.Biol.Chem.(in press).