Cdk5とホスファターゼによる視細胞の光-化学信号変換能力の調節

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12490023
• Research Institution: Kobe University
• Principal Investigator: 林 文夫 神戸大学, 理学部, 教授 (80093524)
• Keywords: Cdk5 / ホスファターゼ / 視細胞 / detergent-resistant membrane / raft / phosphodiesterase / transducin / G protein

Research Abstract

PIらは、2000年に、脊椎動物視細胞の光受容部に神経特異的サイタリン依存性キナーゼ5(Cdk5)が存在することを発見し、この酵素が光信号系の効果器酵素であるcGMP加水分解酵素(phosphodiesterase6:PDE6)の阻害サブユニット(Pγ)をリン酸化することを明らかにした。さらに2001年に、視細胞のTriton X-100難溶性ラフト様膜分画への活性化に伴うPDEの移行を発見した。本年度は、1)Cdk5によるPγのリン酸化がPDEのラフトへの移行にどのような影響を与えるか、2)ラフトへ移行したPDEはどのようなタンパク質と相互作用するのか、3)ラフトへ移行したPDEのPγサブユニットはCdk5によるリン酸化を受けるのか、4)視細胞外節内でのCdk5とホスファターゼの局在、ラフトへの分布、などを検討した。その結果、(1)Cdk5によってリン酸化されたPDEはTriton X-100可溶性分画にとどまり、ラフト様分画には移行しない。(2)ラフトへ移行したPDEは活性型のトランスデューシンαサブユニット(Tα)と会合しており、この状態でCdk5の基質になることが確認できた。(3)Cdk5および視細胞外節の主要タンパク質脱リン酸化酵素であるPP2AはいずれもTriton X-100可溶性膜分画に局在する。以上の知見から、視細胞光受容膜はTriton X-100に可溶性脂質膜領域と難溶性膜領域(Detergent-Resistant Membrane : DRM)から構成され,Cdk5及びPP2Aは前者の膜領域に局在することが分かった。活性型PDEはDRMに集まる現象が見られるが、Cdk5からは隔離されてしまうことになる。可溶性膜領域でのCdk5によるPγのリン酸化はTαとの親和性を弱めるので、このリン酸化にはPDEの基底活性を抑える働きがあることが推定される。

Research Products

• [Publications] Fumio Hayashi: "A Possible Significance in Vertebrate Phototransduction of Multi-Protein Signaling Complexes on Raft-Like Membranes"J. Photoscience. 9(2). 47-50 (2002)
• [Publications] Han Liu: "Signaling Protein Complex Formation in Detergent Resistant Membrane of Bovine Photoreceptor Rod Outer Segments"J. Photoscience. 9(2). 275-277 (2002)
• [Publications] 林 文夫: "視細胞光受容膜でのラフトの発見"生物物理. 42(6). 301-304 (2002)
• [Publications] Ahamed, A.: "Isolation of chromosaponin I-specific antibody by affinity chromatography"Biochem. Biophys. Res. Commun.. 302. 587-592 (2003)
• [Publications] Han Liu: "Active Transducin α Subunit Carries PDE6 to Detergent-Resistant Membranes in Rod Photoreceptor Outer Segments"Biochem. Biophys. Res. Commun.. (in press). (2003)