プロテアソームによる精子cAMP依存性プロテインキナーゼの活性調節機構

1998 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 10163209
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 稲葉 一男 東北大学, 理学部, 助教授 (80221779)
• Keywords: 精子 / 鞭毛 / ダイニン / プロテインキナーゼ / モータータンパク質 / プロテアソーム / タンパク質リン酸化 / 細胞内情報伝達

Research Abstract

サケ科魚類精子の外腕付近にプロテアソームが存在し、精子運動の調節に関与していることはこれまで明らかにしてきた。プロテアソームは何らかの機構で精子鞭毛のcAMP依存性プロテインキナーゼを活性化し、その結果ダイニン軽鎖がリン酸化されると考えられる。本年度は、プロテアソームの基質タンパク質を同定し、いかにしてcAMP依存性プロテインキナーゼの活性調節が行われているのかを明らかにする目的で研究を進めた。
まず精子を除膜した後、ホモゲナイズすることにより鞭毛軸糸を単離した。軸糸の高塩濃度溶液による抽出液に、これまで確立した方法で精製した26Sプロテアソームを加えると、60KDaのタンパク質の量がわずかながら減少した。この抽出物をSuperdex200ゲルろ過で分離し、得られた各画分に26Sプロテアソームを加えたところ、60KDを含む画分ではその減少がさらに顕著に観察された。この画分に含まれるタンパク質に対する抗体を作製し、lmmunoblottingを行ったところ、60KDaタンパク質の減少は26S:プロテアソームによる分解が原因で起こることがわかった。このタンパク質が鞭毛のプロテアソーム基質の最有力候補であると考え、現在、精製、cDNAの単離を行っている。一方、プロテアソームの下流にあって、リン酸化によりダイニンの活性調節に関与しているダイニン軽鎖のCDNAクローニングを行なった。その結果、この軽鎖がマウスにおいて受精障害や伝達率歪曲に関与することで知られているtctex2と相同であることがわかった。このタンパク質はいくつかのプロテアソームサブユニットがコードされるマウス第17染色体にコードされるため、プロテアソームのサブユニット遺伝子とダイニンサブユニット遺伝子の連関が示唆された。

Research Products

• [Publications] Inaba,K.: "Proteasomes regulate the motility of salmonid fish sperm througt modulation of cAMP-dependnet phosphorylation of an outer arm dynein light chain." J.Cell.Sci.111. 1105-1115 (1998)
• [Publications] 稲葉一男: "精子鞭毛運動の分子機構に関する研究" 生物科学ニュース. 322. 16-20 (1998)
• [Publications] Inaba,K.: "Tctex2-Related Outer Arm Dynein Light Chain is Phosphorylated at Activation of Sperm Motility" Biochem.Biophys.Res.Commun.in press. (1999)
• [Publications] Yoshida,K.: "Purification and characterization of prolyl endopeptidase from the Pacific herring,and its role in the activation of sperm motility" Develop.Growth & Differ. in press. (1999)
• [Publications] 稲葉一男: "タンパク質リン酸化による鞭毛・絨毛運動の制御" 比較生理生化学. 印刷中. (1999)