プロテインキナーゼCの時空間シグナリング機構(ターゲティング機構)の解明

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13470023
• Research Institution: Kobe University
• Principal Investigator: 齋藤 尚亮 神戸大学, バイオシグナル研究センター, 教授 (60178499)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 白井 康仁 神戸大学, バイオシグナル研究センター, 助手 (60263399) ; 酒井 規雄 神戸大学, バイオシグナル研究センター, 助教授 (70263407)
• Keywords: プロテインキナーゼC / ターゲティング / GFP / 遺伝子操作動物 / 可視化 / 脂質

Research Abstract

PKCの多彩な機能発現の基礎となっているPKCサブタイプのターゲティング機構を解明し、巧妙に調節された細胞内伝達の分子メカニズムを明らかにすることを目的とし、研究を行い、以下のような結果を得た。
1)deltaPKCは、セラミドの刺激によって特異的にゴルジ体にターゲティングし、同時にチロシンリン酸化によって活性化されることを示した。このセラミドによるdeltaPKCの活性化機構は、ホルボールエステルにより細胞膜へのトランスロケーションを伴う活性化機構とは全く異なっており、それにより導かれる細胞応答も異なっていた。つまり、HeLa細胞においては、セラミドは細胞のアポトーシスを引き起こすのに対して、ホルボールエステルはG2/M期での停止を起こした。
2)アラキドン酸によりepsilonPKCはゴルジ体へのトランスロケーションするが、deltaPKCはトランスロケーションしない。このトランスロケーションには、epsilonPKCのC1Bドメインが必須である。また、セラミドによっては両サブタイプがゴルジ体にトランスロケーションするが、この現象には両サブタイプのC1Bドメインが重要である。
3)DGKがPKCのターゲティングのスイッチオフに深く関与し、免疫沈降法やFRETを用いた解析によりDGKとPKCが直接結合することを見出した。
4)tTA-TetOpシステムを用いて、小脳プルキンエ細胞、海馬錐体細胞などにGFP標識各PKCサブタイプを発現誘導可能なマウスの作製に成功した。作製したGFP標識PKC発現トランスジェニックマウスの脳スライスを用いて、PKCターゲティングを観察した結果、脳スライスにおけるPKCターゲティングは、培養細胞あるいは初代培養神経細胞におけるターゲティングと異なっている事が明らかとなった。

Research Products

• [Publications] Takehiko Ueyama: "Constitutively active fragment of PKN in microglia/macrophage after middle cerebral artery occlusion in rat"J. Neurochem.. 79. 903-913 (2001)
• [Publications] Taichi Minami: "Distinct regulatory mechanism for p70 S6 kinase β from that for p70 S6 kinase α"Genes to Cells. 6. 1003-1015 (2001)
• [Publications] Atsuko Ito-Saito: "Distinct distribution of four Ca2+-dependent subtypes of protein kinase C in rat olfactory bulb ; definite expression of βll-subtype in the accessory olfactory bulb"Neurochem. Int.. 39. 267-274 (2001)
• [Publications] Katsuyuki Mishima: "Molecular mechanisms for α2-adrenoceptor-mediated regulation of synoviocytes populations"Jpn. J. Pharmacol. 85. 214-226 (2001)
• [Publications] Masamichi Nakai: "Amyloid β protein activates PKC-δ and induces translocation of myristoylated alanine-rich C kinase substrate (MARCKS) in microglia"Neurochem. Int.. 38. 593-600 (2001)
• [Publications] Taketoshi Kajimoto: "Subtype-specific translocation of the δ subtype of protein kinase C and its activation by tyrosine phosphorylation induced by ceramide in HeLa cells"Mol. Cell. Biol. 21,1769-1783. 21. 1769-1783 (2001)
• [Publications] Mayumi Shindo: "Diacylglycerol kinase γ is one of the specific receptors of tumorpromoting phorbol esters"Biochem. Biophys. Res. Commun.. 289. 451-456 (2001)
• [Publications] Hidetoshi Tozaki: "Role of glial glutamate transporters in the facilitatory action of FK960 on hippocampal neurotransmission"Mol. Brain Res.. 97. 7-12 (2001)
• [Publications] Naoaki Saito: "The family of protein kinase C and membrane lipid mediators"J. Diabetes and its Complications. 16. 1-5 (2002)
• [Publications] Asako Sawano: "Multiple-colour fluorescence imaging Ca2+-calmodulin, protein kinase C, and their conflicting convergence on a shared target using novel epi-fluorescent microscopy"Biophysical J.. 82. 1076-1085 (2002)
• [Publications] Kaori Kashiwagi: "Importance of C1B domain for lipid messenger-induced targeting of PKC"J. Biol. Chem.. (in press). (2002)